Технология контактной сварки – виды, технология, принцип работы, обозначение на чертеже

alexxlab | 20.12.2019 | 0 | Разное

Содержание

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 мм13…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 мм2до 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: — 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 мм20 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

Контактная точечная сварка: общая информация

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

Содержание статьи

Общая информация

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

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

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

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

Достоинства и недостатки

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

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

Технология сварки

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

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

Подготовка металла

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

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

Оборудование для сварки

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

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

Возможные дефекты сварки

При должном опыте и наличии знаний в голове точечная контактная сварка не должна получиться плохой. Тем более, она не так сложна и ее основам можно довольно быстро обучиться. Но если были допущены ошибки или работу поручили неопытному мастеру, то возможны различные дефекты. При этом они образуются не в месте точек, а по основному металлу.

Дефекты могут быть различных типов. Зачастую литое ядро получается слишком большим или маленьким, или же оно смещается в сторону от центра стыка. Также расстояния между точками бывают слишком большими и шов получается не сплошным. Иногда во время работы новички могут неправильно настроить аппарат, что приводит к избыточной деформации металла.

Но самый опасный дефект — это не проваренное литое ядро или вовсе его отсутствие. Такая деталь, конечно, сможет выдержать небольшие нагрузки, но вскоре просто сломается в месте стыка. При этом дефект может обнаружиться при самых необычных условиях, например, при перепадах температур (деталь вынесли из теплого цеха зимой на улицу).

Если была допущена ошибка, но деталь не сломалась, то не думайте, что вам повезло. Скорее всего, в месте непровара или любого другого типа дефектов уже начала образовываться коррозия. Так что разрушение детали — это лишь дело времени.

Чтобы выполнить сварку правильно, придерживайтесь наших рекомендаций: точка должна располагаться посередине стыка, литое ядро не должно быть слишком большим или слишком маленьким, не должно быть пористым и не должно содержать шлаковых включений, нет трещин, нет слишком большого напряжения в зоне сварки. Не спешите, больше практикуйтесь. Только с опытом вы сможете понять все особенности точечной сварки.

Вместо заключения

Контактная сварка — очень удобная технология. Она не требует применения проволоки и флюса, также существует ручная и автоматическая контактная сварка, вы можете выбрать оборудование для своих потребностей и бюджета. На видео ниже самодельная точечная сварка для сварки авто. Чтобы ее сделать вам не нужны знания в электротехнике и схема точечной сварки, достаточно 15 минут свободного времени и ваш аппарат будет готов. Оставляйте комментарии, делитесь статьей в социальных сетях. Желаем удачи!

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

svarkaed.ru

Контактная сварка и стыковая из инвертора своими руками: ГОСТ и электроды

Контактной сваркой называют метод соединения металлических изделий, крепко прижатых друг к другу, путем нагрева места их контакта электрическим током большой величины.

Технология реализуется с помощью сварочного аппарата и активно используется на предприятиях массового производства однотипных изделий, в микроэлектронике, машиностроение и т. п.

Наличие большого числа достоинств позволило контактному методу сваривания металлоконструкций найти широкое применение в промышленности и быту.

Применение технологии на практике

Электрическая точечная сварка позволяет создать образование неразъемного соединения кромок металлических деталей при помощи высокой температуры от проходящего электрического тока из инвертора и пластической деформации зоны их контакта при сжатии.

Она предоставляет сварщику уникальную возможность работать с широким диапазоном свариваемых толщин: от 1-2 микрометров до 30 миллиметров.

Архиважная роль при данном методе выполнения сварных операций отведена электрическому сопротивлению зоны соединения, поэтому его также называют электрической сваркой сопротивлением. Правила проведения сварочной операции контактным методом описаны государственными стандартами 15878-79.

Технология контактной сварки.

Достоинства применения точечной технологии сваривания очень широки.

Опишем наиболее значимые из них:

  • на выполнение соединений металлических деталей требуется крайне малый промежуток времени;
  • технология позволяет проводить операции с потреблением большой мощности;
  • сварной процесс может быть автоматизирован, что позволяет интегрировать сварочные агрегаты для контактной сварки в производственные линии на крупных предприятиях;
  • сварные швы, созданные таким методом, отличаются высокими эксплуатационными параметрами, вне зависимости от уровня квалификации мастера;
  • при работе не требуются специальные материалы, особенные комплектующие: присадочная сварочная проволока, флюс, защитный газ и т.п.;
  • электроды для точечной технологии доступны по стоимости и встречаются во многих специализированных магазинах.

Помимо точечной, большим перечнем достоинств характеризуются иные виды разновидности контактной сварки: стыковая, шовная и пр. Но именно точечная сварка наиболее распространена сегодня.

Она актуальна при изготовлении крупногабаритных строительных конструкций, космических агрегатов, миниатюрных полупроводниковых устройств, микросхем. Такое положение дел объясняется универсальностью контактного метода сваривания деталей из металла.

Практически все известные человечеству конструкционные материалы могут соединяться с помощью данной технологии в единое изделие: разнообразные виды низкоуглеродистой, легированной стали, жаропрочные, коррозионно-устойчивые сплавы, сплавы алюминия с иными металлами, магния и титана, т.п.

Также точечная сварка своими руками актуальная для выполнения ремонтных операций в небольших мастерских, СТО и т.п. С ее помощью собирают автомобили, железнодорожные вагоны, самолеты, возводят железобетонные конструкции, создают радиоэлектронные агрегаты.

Технология контактной сварки

Технология контактной сварки подразумевает нагрев металлических поверхностей до температуры плавления металла за счет тепла, образующегося в процессе прохождении мощного электрического тока от одной детали к другой сквозь точку их контакта.

В то же время, соединяемые детали сжимаются друг с другом, что приводит к взаимному проникновению и сплавлению нагретых участков металла. В итоге, создается ядро сварной точки в форме чечевицы, имеющие диаметр 4-12 мм.

Особенности точечной контактной сварки инвертором заключаются в:

  • незначительной продолжительности сваривания: 0,1-2 секунды;
  • мощном сварном токе: более 1000А;
  • низком напряжении в сварочной цепи: 1-10В, обычно 2-3В;
  • значительном усилии сжимающего места соединения: 20-200 кг;
  • небольшой зоне расплавления.

На заметку! Изделия из низкоуглеродистой стали могут свариваться без расплавления ядра, но такие соединения не будут надежными, поэтому данный вид сварочных работ применяется крайне редко.

Согласно общей классификации, технологию контактной сварки относят к классу термомеханических процессов.

Разновидности контактной сварки.

Все операции в процессе работы можно разделить на несколько последовательных этапов:

  • детали из металла совмещают в нужном положении, размещают между парой электродов и крепко сжимают друг к другу;
  • детали нагревают с помощью электрического тока, приводящего их в состояние актуальной пластичности, деформируют, добиваясь плотного соединения металлических кромок.

В условиях промышленного предприятия частота сваривания достигает сварных 600 точек в минуту, самодельная сварка точечным методом в домашних условиях осуществляется медленнее.

При осуществлении точечной сварки своими силами в домашней мастерской важно придерживаться постоянства следующих параметров:

  • скорости перемещения сварочных электродов;
  • уровня величины давления на детали до достижения полной контактности свариваемых деталей.

Не менее важно соблюдать технику безопасности при выполнении сварочных работ точечным методом:

  • все электрические и соединительные провода должны быть надежно изолированы;
  • сварщик обязательно должен носить специальные защитные рукавицы, предохраняющие руки от возможных ожогов;
  • лицо мастера должно быть защищено от попадания искр или брызг металла при помощи маски;
  • сварные работы должны проводиться на площади без легковоспламеняющихся либо огнеопасных предметов, материалов, расположенных поблизости;
  • если в помещении присутствуют деревянные полы, их стоит защитить от риска возгорания при помощи изоляционного материала в рулонах;
  • стоит подготовить средства для тушения возгораний перед началом сварки своими силами, дабы при возгорании максимально быстро устранить проблему;
  • комнату, где проводится работа, потребуется хорошенько проветривать время от времени во избежание отравления мастера вредными газами, выделяемыми в процессе проведения операции.

Особенности сварного процесса

При точечном сваривании к месту соединения металлических деталей применяется кратковременный импульс электрического тока, длительность которого меняется в пределах 0,01-0,1 секунды.

При этом в зоне наложения электродов кромки изделий расплавляются, приобретают общее ядро. После подачи тока детали остывают под давлением для кристаллизации этого ядра, а также его полного остывания.

Технические данные машин контактной сварки.

Основные способы контактной сварки:

  • точечный метод;
  • шовный или роликовый способ;
  • стыковая контактная сварка.

Особенности такого вида сварки заключаются в том, что он не требует повышенных мер безопасности. Прижатие деталей друг к другу приводит к образованию уплотняющего пояска между ними без выплеска расплавленного металла.

Но давление с деталей стоит снимать с некоторой отсрочкой, чтобы обеспечить им лучшую кристаллизацию, проковывание и добиться устранения неоднородностей.

Достоинства точечной сварки ‒ экономичность, высокая механическая прочность швов, возможность автоматизировать рабочие процессы. Недостатки контактной сварки заключаются в отсутствии герметичности созданных сварочных швов.

Обеспечить сварные швы высоким качеством позволит предварительная подготовка. Детали очищаются от всех видов загрязнений при помощи специальных щеточек, методом опескоструивания, травления в кислотах, а также иными способами.

Сборку перед сваркой важно выполнить таким образом, чтобы она обеспечила точное и плотное прилегание металлических изделий друг к другу.

В противном случае, зазор между деталями уменьшит и поглотит часть давления на них, осадочное давление снизится, появится разброс прочности сварных точек. В целом, это снизит прочностные характеристики сварного шва, сделает его уязвимым для негативных факторов извне.

Режимы осуществления технологии

В зависимости от особенностей изготавливаемой металлоконструкции, подбирается актуальный способ контактной сварки.

Каждый конкретный случай необходимо рассматривать отдельно:

  • для соединения двух деталей в одно изделие по всей площади поверхности подойдет стыковая сварка сопротивлением;
  • для сваривания металлических изделий в отдельных точках применяется точечный способ;
  • для соединения деталей из металла по заранее имеющемуся рельефу шва подойдет шовный способ.

Также важное задание для сварщика ‒ контроль сварочного оборудования при работе с металлоконструкциями. Крайне важно анализировать соответствие выбранных параметров агрегата требованиям к выполнению данной операции.

Контактная шовная сварка.

Важно подобрать правильный режим сварки:

  1. Мягкий режим.
    Применяется при умеренной силе тока и плотности на электрод до 100 а/мм2. Характеризуется более продолжительным сварным процессом, плавным нагревом металлических поверхностей, низкой мощностью. Но при этом сварщик может уменьшить мощность сварного агрегата, потребляемую от электросети, что позволит в целом снизить нагрузку на сеть.
  2. Жесткий режим.
    Используется для сталей высокой прочности при большом давлении при плотности до 300 а/мм2 и отличается повышенным уровнем мощности, высокой загрузкой электросети, повышенной стоимостью. К достоинствам жесткого режима относят незначительную продолжительность сварочных работ и высокую производительность труда.

Мягкий режим актуален для сталей с высоким содержанием углерода, а также легированных сталей.

Важно! При выполнении контактной точечной сварки необходимо соблюдать технологию, выбранный режим и обеспечить мастера актуальными условиями, иначе сварные швы могут получиться низкокачественными. Могут возникнуть различные дефекты, наиболее опасный из которых ‒ непровар точки с полным отсутствием литого ядра или крохотными его размерами.

Важно не только знать, как сделать точечную сварку, но и понимать, как повысить прочностные характеристики изготовленной конструкции после окончания работы. Для этого требуется осуществить термообработку металлического изделия.

Нагрев металла при контактном методе соединения деталей из металла с применением высокого опуска или пропускания электротока непосредственно после окончания работы позволит устранить внутреннее напряжение, образующееся в процессе работы.

Также качественно выполненная термообработка созданного сварного шва поможет улучшить структуру соединения и уничтожить опасный мартенсит, что в целом увеличит срок службы металлоконструкции в несколько раз.

Оборудование для контактной сварки

Все агрегаты для сварки контактным методом условно классифицируются по следующим признакам:

  • назначение;
  • источник питания;
  • расположение электродов;
  • способ перемещения;
  • способ автоматизации.

По назначению сварное оборудование делят на модели общего назначения и специализированные агрегаты, применяемые для конкретных работ.

Прецизионное оборудование для точечной сварки широкого назначения подойдет для сваривания разного рода микроэлектронных устройств, металлических изделий, в зависимости от особенностей их конструкции и актуальных требований.

Сварочный аппарат для точечной сварки.

Но в случае большинства металлических изделий и сплавов нужно применить специализированные агрегаты для контактной точечной сварки:

  • установки, функционирующие по принципу одностороннего контактного сваривания;
  • агрегаты для сварки проводников в изоляционном материале.

В оборудовании для контактной стыковой сварки на производстве применяются разные виды источников питания

  • конденсаторы, в т. ч. с поддержанием напряжения и регулированием режима работы в процессе сварки автоматически;
  • источники питания с переменным током, в т. ч. повышенной частоты с возможностью автоматического регулирования тока или напряжения.

Схема стыковой сварки оплавлением должна описывать вид применяемого оборудования, что упростит сварщику задачу и позволит добиться максимально высокого качества сварных соединений.

Электроды для контактной сварки могут располагаться по-разному:

  • друг напротив друга;
  • параллельно.

В первом варианте электроды одновременно сжимают детали с двух сторон. Во втором – сварная проволока опирается на детали с одной стороны.

Контактная стыковая сварка оплавлением подразумевает использование разных видов сварочных головок:

  • для двустороннего точечного сваривания;
  • для сварки и пайки разрезными и V-образными электродами;
  • головки для односторонней сварки и пайки с возможностью раздельного регулирования усилия на каждом электроде.

Устройство машины контактной стыковой сварки.

По способу передвижения сварочные агрегаты для контактного метода соединения металлических изделий в единую конструкцию могут быть:

  • стационарными;
  • подвесными;
  • мобильными.

В первом случае сварные детали перемещают под конкретный агрегат, а во втором и третьем ‒ осуществляется монтаж аппарата в положение сваривания.

По способу автоматизации сварочные агрегаты бывают:

  • ручными;
  • автоматическими.

Ручные агрегаты более доступны по стоимости, однако, требуют большего мастерства со стороны сварщика: абсолютно все операции должны осуществляться вручную под четким контролем человека.

Автоматизированное оборудование для точечной сварки лишает мастера необходимости осуществлять ряд процессов, поэтому облегчает работу для малоопытного сварщика.

Основные параметры при выборе сварной машины ‒ сила сварочного тока, а также длина рычагов со сварными электродами. Они определят возможную толщину деталей для сваривания, вид металла и габариты конструкций, с которыми можно работать.

Зачастую производители указывают их в паспорте конкретной модели аппарата. Простой сварочный аппарат своими руками для точеной технологии можно изготовить своими руками.

Итоги

Применение контактной сварки из инвертора своими руками позволяет соединять металлы и сплавы разных марок с помощью высокой температуры электрического тока, провоцирующей пластическую деформацию зоны контакта деталей при их сжатии.

Технология контактной сварки имеет широкую область применения: активно применяется в быту и промышленных масштабах при изготовлении больших партий однотипных изделий из металла.

Важно соблюдать технологию, нанести на схему обозначение контактной сварки, применить рекомендуемые производителем электроды, правильно выбрать режимы работы агрегата, тогда сварные швы приобретут высокое качество и долговечность.

tutsvarka.ru

КОНТАКТНАЯ СВАРКА [аппараты и машины, электроды, видео]

[Контактная сварка] применяется для бытовых и производственных нужд.

Используемые в различных условиях виды контактной сварки отличает цена, которая вырастает в зависимости от мощности и скорости рабочего процесса.

Объединяет сварочное оборудование общий принцип действия – в процессе работы происходит нагревание и сваривание точек швов материалов посредством их контакта с основой, подающей электроток.

Общие сведения о контактной сварке

Электрическая сварка представляет собой соединение, при котором свариваемые детали нагреваются за счет постоянного или переменного тока.

На ниже предложенном фото размещена схема, которую может иметь аппарат контактной сварки.


Как и все производственное оборудование, электрическая контактная сварка наделена преимуществами и недостатками.

Среди основных достоинств можно отметить высокую производительность, минимальные затраты расходных материалов и идеальное качество сварочного шва.

Время, которое необходимо затратить на соединение точки, равняется доле секунды и зависит от параметров материала.

В процессе сваривания расходуется минимальное количество воздуха и воды, а качество шва сможет обеспечить даже сварщик без квалификации.

При этом технология контактной сварки отличается экологической чистотой, к тому же, может быть автоматизирована.

Сварочные работы проходят с применением специальных и универсальных машин и аппаратов.

Характер технического действия позволяет разделить контактное сварочное оборудование на классы:

  • механические модели – наделены минимальной мощностью;
  • автоматические и полуавтоматы – могут иметь среднюю и большую рабочую мощность, используют для обработки непрерывных заготовок.

По типам монтажа электрическая контактная сварка может быть переносная или передвижная, подвесная, а также стационарная.

Первый вариант незаменим при необходимости осуществить сварку крупногабаритных, с большой массой узлов, объектов. Например, труб, транспортных кузовов, ж/д вагонов и рельс.

Стационарное оборудование используется для обработки изделий, масса и габариты которых позволяют доставить их на рабочее место.

Классификация оборудования

Машина контактной сварки, в соответствии с ГОСТ 158-78-79, по виду сварочных швов бывает разных видов.

Стыковая машина

Контактная стыковая сварка представляет собой процесс нагрева стыкового шва, проходящего всей плоскости детали.

Стыковое соединение чаще всего применяется для сваривания медных труб, шовная и точечная технология для труб из меди не практикуется.

При этом обработка медных труб методом оплавления затруднительна по причине, заключающейся в необходимости поддерживать расплавленный металл на торцах свариваемых элементов.

Поэтому по стыковой технологии, если и производится сваривание труб, то не из чистой меди, а ее сплавов. В ином случае необходимо применение высокого давления, до 400 МПа.

Видео:

Контактная стыковая сварка, в зависимости от характеристик структуры металла, обрабатываемой площади и ожидаемого качества сварочного шва, осуществляется разными методами.

В данном случае контактная стыковая сварка в соответствии с ГОСТ 2601-84 может проводиться по технологии сопротивления, оплавления с нагревом и непрерывным оплавлением.

Сопротивлением – применяют, сваривая материал площадь сечения которого не превышает 200 мм².

Как правило, данная технология контактной стыковой сварки используется для обработки изделий из низкоуглеродистой стали, с малым сечением (труб, проволоки, стержней).

Оплавление – такая технология позволяет соединять материал в виде ж/б изделий, труб, профильной стали и арматуры, с площадью сечения до 100 тыс. мм².

Технология нашла свое применение в сфере судостроения, при изготовлении цепей для якорей, змеевиков рефрижераторных холодильных установок.

В железнодорожной сфере, где такое сварочное оборудование позволяет соединить ж/д рельсы на бесстыковых путях. Его применение дает возможность изготовить длинномерные изделия из черных и цветных металлов.

Шовная контактная стыковая сварка

Станок, выполненный в соответствии с ГОСТ 2601-84, позволяет соединить материал с помощью литых зон, которые представляют собой шов, состоящий из отдельно расположенных сварных точек.

Зоны либо перекрывают, либо не перекрывают друг друга, в зависимости от чего сварной шов может получаться герметичным.

Для данного процесса сваривания применяется специальный станок, оснащенный одним или несколькими вращающимися дисками с электродами.

Видео:

Роликовая технология сваривания позволяет плотно сжимать, прокатывать и качественно выполнять соединение деталей.

Роликовая сварка используется для производства труб, резервуаров и других изделий, которые требуют, в соответствии с установленными ГОСТ требованиями, высоконадежных герметичных швов.

Рельефная сварка

В соответствии с ГОСТ 2601-84 рельефная сварка представляет собой станок, позволяющий соединять рельефные выступы в одной или одновременно нескольких рабочих точках.

Данный станок принципом действия походит на прибор контактной стыковой сварки, разница между ними сводится к определению места сваривания формой поверхности изделий, а не рабочей областью электродов.

Рельефные выступы могут располагаться на одной или одновременно на двух свариваемых изделиях, подготавливаются они заранее путем штамповки.

Рельефная контактная сварка применяется  в автомобильной промышленной сфере, где устройство позволяет фиксировать на листовой материал различного рода кронштейны.

В области радиоэлектроники рельефная сварка применяется для качественного подсоединения проводов к тонким элементам.

Видео:

Контактная точечная сварка

В соответствии с ГОСТ 2601-84 данная технология сваривания дает возможность соединять элементы в одной или сразу во многих точках.

Определить прочность соединения позволяют такие характеристики сварной точки, как размер и структура, в свою очередь, они зависят от параметров применяемых электродов, силы и скорости прохождения тока через материал.

Регулятор стыковой сварки, присутствующий в современных моделях машин, позволяет осуществлять рабочий процесс с разными вариантами силы сварочного тока.

Как правило, в шовной технологии регулятор контактной сварки отсутствует, а нужный цикл обеспечивается за счет синхронных прерывателей.

Машина контактной точечной сварки обычно эксплуатируется на линии сборочного конвейера. Сваривающим элементом контактного соединения данной категории являются электроды.

Инструмент сменный, так как быстро изнашивается.

Электроды для сварки изготавливают из высококачественной бронзы и меди, добавочными компонентами служат хром, кадмий, титан и бериллий, в зависимости от этого варьируется цена на изделия и может составлять от 1-5$.

Технология такой сварки нашла свое применение в автомобильной, авиастроительной, судостроительной и сельскохозяйственной сфере, а также прочих промышленных областях.

Разновидностью данного типа сварки является импульсная сварка, когда нагревание электрода происходит за счет кратковременных, но мощных электронных импульсов. Импульсная сварка применяется в автомобилях, оборудовании и ремонте.

Видео:

Например, импульсная технология пригодится, когда используется контактная сварка алюминия, что позволяет снизить риск перегрева аппарата и износ электродов.

Импульсная сварка эксплуатируется с использованием переменного тока и энергии, преобразующейся в импульс определенной формы.

При этом импульсная технология контактной сварки различается по работе с аккумулированной энергией и по импульсу выпрямленного тока.

На данный момент цена на такой аппарат (импульсная сварка бытового назначения) составляет 100-140$.

Характеристики электродов

Электроды для контактной сварки обеспечивают контакт сварочного аппарата с обрабатываемой заготовкой.

Схема их назначения включает в себя: уплотнение деталей, подачу тока, отвод тепла, исходящего от деталей, перемещение элементов (шовная контактная сварка).

При этом на производительность и качество свариваемого шва влияет не только конструкция электродов, но и обрабатываемый материал, его площадь и форма рабочей поверхности.

Общие стандартные требования к электродам, правила маркировки, способы испытаний сварных соединений и швов, другие технические моменты указаны в ГОСТ 9466-75.

Износ электродов вызывает перемена силы тока и температур.

Поэтому изготавливая расходный материал для контактной сварки, применяют устойчивый к высоким температурам металл с высокими токопроводящими свойствами.

В качестве него может выступать специальный медный сплав. Например, контактная сварка меди часто осуществляется электродами, выполненными из кадмиевой бронзы, цена на них может составлять 1-3$.

Электроды для точечной контактной сварки могут иметь прямую и фигурную форму, как на фото. Но чаще всего применяется первый вид указанной конструкции.

 

Их используют при сварке труб и других изделий с возможностью свободного подхода к рабочей зоне.

Электроды с прямой формой выпускают в соответствии с нормами ГОСТ 14111-90, с диаметром от 12 до 40 мм.

Самыми качественными электродами считаются изделия, конструкция которых выполнена в соответствии с регламентом ГОСТ 1411-69.

Здесь цена на изделия вырастает в зависимости от их назначения и структуры.

Устройство конструкции фигурных электродов более сложное – ось, пролегающая по центру рабочей зоны, смещена на определенное расстояние касательно посадочной оси.

Электроды данного типа неудобны в эксплуатации, чаще всего обладают невысокой стойкостью, из-за чего их применяют только в тех случаях, когда контактная сварка не может быть выполнена никакими другими.

Для рельефной сварки используют плоские электроды. При этом в каждом из них или в одном могут присутствовать отверстия, предназначенные для выступов свариваемых элементов.

Особенности сварочных станков бытового назначения

Планируя приобрести сварочный станок для собственных нужд, изначально необходимо знать, какой материал будет подвергаться обработке, и в каких масштабах будут проводиться работы.

Цена на станок точечной сварки во многом зависит от характеристик и параметров конструкции, а также от рабочей мощности оборудования.

На данный момент установка для осуществления точечной сварки элементов может быть ручная или переносная, подвесная и стационарная.

Подвесное и стационарное оборудование, как правило, используется на больших и малых производствах.

А вот переносной станок чаще всего применяют в быту, его цена достаточно приемлема и может составлять 120-220$.

Видео:

При этом указанное устройство по мощности может не уступать аппаратам точечной сварки, цена которых вдвое выше.

Переносное оборудование разделяют на два типа: инверторный и аппарат с клещами для точечной сварки ручного пользования.

Инверторные аппараты имеют компактные размеры и небольшой вес. В конструкции используется тиристорный генератор тока и микропроцессор.

В связи с чем, схема устройства позволяет регулировать продолжительность импульса и рабочую мощность агрегата.

При этом для данной категории сварочных станков вполне достаточно бытового электропитания.

Вторая модель для точечной сварки с ручными клещами имеет не более 15 кг веса.

Схема устройства за счет микропроцессора позволяет в ручном и автоматическом порядке регулировать сварочные работы в нескольких режимах.

Аппарат с клещами питается от однофазной бытовой электросети.

Устройство оборудовано ручным приводом сжатия деталей, способным обеспечивать давление в 150 кг.

rezhemmetall.ru

особенности одноточечного оборудования и технология процесса

Одним из методов сплавления является точечная контактная сварка. Ее суть заключается в плотном соединении в определенной точке двух деталей и пропускании через место контакта электрического тока.

Аппараты точечной контактной сварки востребованы во многих отраслях промышленности. Для применения в быту их научились делать своими руками, используя трансформаторы или систему конденсаторов.

Фазы процесса

Можно выделить три фазы в процессе точечной сварки. В первой фазе происходит сжатие заготовок, которое приводит к пластической деформации в точке контакта. Для этого аппарат контактной сварки оборудован специальными клещами или другими схожими приспособлениями.

Во второй фазе происходит подача тока в область контакта, что вызывает плавление металла в точке соединения и образование расплавленного ядра. Пока проходит ток, ядро расширяется до максимума. Сжатие соединяемых изделий вызывает появление плотного пояса вокруг жидкого ядра, который препятствует растеканию расплавленного металла.

В третьей фазе сварочный ток выключается, металл остывает и кристаллизуется. Для снятия напряжений при охлаждении прижимное усилие сохраняется еще некоторое время.

Требования к сварным соединениям определяет государственный стандарт – ГОСТ 15878-79. О том. Какие можно использовать электроды в аппарате контактной точечной сварки, описано в ГОСТ 14111-90. Делают их из меди или легированной хромом, кадмием, цирконием бронзы.

Виды оборудования

При точечной контактной сварке аппарат может выдавать ток разного рода и частоты. По этим отличительным признакам сварочное оборудование разделяют на четыре класса:

  • контактная точечная сварка на переменном токе;
  • низкочастотная контактная сварка;
  • устройства конденсаторного типа;
  • сваривание постоянным током.

Существует многоточечные станки контактной сварки для сварки сеток на производстве. В таких аппаратах одновременно происходит сваривание в нескольких точках. Любое оборудование имеет свои плюсы, но самыми популярными стали одноточечные устройства переменного тока.

Работа на переменном токе

Аппарат контактной сварки, работающий на переменном токе, представляет собой трансформатор, во вторичной обмотке имеющий два электрода. В качестве материала для электродов контактной точечной сварки применяется медь. Между электродами помещают детали, которые специальным устройством прижимают друг к другу.

В первичной обмотке находится тиристорный модуль, через который питающее напряжение 220 В или 380 В поступает на обмотку. Подавая управляющий сигнал на тиристор, можно получить необходимую длительность тока для контактной точечной сварки. Изменяя угол открытия тиристора, можно регулировать форму сигнала, который приходит на вторичную обмотку.

В случае применения нескольких первичных обмоток можно получить набор коэффициентов трансформации, комбинируя их соединение. В результате во вторичной обмотке получается несколько уровней напряжения и тока. Это позволяет аппарату контактной точечной сварки работать в разных режимах.

Для управления оборудованием имеется дополнительный блок, который имеет реле, управляющую панель и схему контроллера.

Оборудование на конденсаторах

Аппарат для точечной контактной сварки может состоять из блока заряда конденсаторов, большой батареи емкостей, управляющего блока и электродов с механизмом прижима заготовок.

Принцип контактной сварки лежит в первоначальном достаточно длительном накоплении электрической энергии на обкладках конденсаторов и мгновенном ее выбросе при создании искусственного короткого замыкания через точку контакта.

Возможность накопления заряда в емкостной батарее позволяет использовать оборудование меньшей мощности по сравнению с другими сварочными аппаратами.

Благодаря постоянству емкости батареи получается нормированное выделение энергии на один сварочный импульс, что позволяет получать стабильный результат независимо от изменения сетевого напряжения и других характеристик сети.

Конденсаторная контактная сварка длится миллисекунды, что приводит к мощному выделению энергии в маленькой области контакта. Это позволяет применять ее при сварке сплавов с высокой теплопроводностью типа меди, а также металлов с разными тепловыми характеристиками.

Конденсаторные аппараты контактной точечной сварки с жесткой характеристикой, быстрым разрядом, широко используются в радиоэлектронике и приборостроении.

При расчете необходимой энергии на сварку того или иного соединения можно использовать формулу:

W = C*U2/2,

где С – емкость в фарадах, W – энергия в ваттах; U — зарядное напряжение в вольтах. Включая в контур заряда активное переменное сопротивление, можно регулировать величину зарядного тока, время заряда и потребляемую мощность.

Где применяют метод

Особенностью точечной контактной сварки является краткое воздействие на соединяемые изделия (от единиц миллисекунд до нескольких секунд), сварочный ток в несколько тысяч ампер и напряжение величиной от 1 до 2-3 вольт. При этом необходимо усилие в точке сварки от десятков до сотен килограмм. Маленькая площадь контакта приводит к малой области расплавления металла.

Благодаря этим особенностям точечную сварку используют при сваривании металлов толщиной от единиц микрон до 20-30 мм. Эти возможности обеспечили ее применение в радиоэлектронике, производстве приборов, авиационной и автомобильной промышленности, строительстве и многих других отраслях.

Невозможно представить авторемонтные мастерские без сварочных аппаратов точечной контактной сварки. При устранении вмятин они незаменимы. Все автомобили и самолеты созданы с использованием контактной сварки. Практически все литиевые батареи в ноутбуках соединены с помощью односторонней контактной точечной сварки.

Плюсы и минусы технологии

Широкое распространение технология получила из-за простоты и удобства использования сварочного оборудования, высокой производительности. Аппарат может обеспечить несколько сотен свариваний в минуту при малых затратах электроэнергии, при этом не выделяет никаких вредных веществ в атмосферу.

Технология легко поддается автоматизации. Для сварки не нужно сварочной проволоки, присадок и флюсов. Соединение получается прочным и без остаточных деформаций.

Единственный недостаток заключается в негерметичном соединении изделий. Аппарат работает прерывисто, производя соединение в отдельных точках, поэтому о герметичности речь не идет.

Возможные дефекты

При точечной сварке прочность соединения такова, что разрушения возникают в основном металле, так как сварные точки имеют большую толщину. Продолжительность сваривания и прижимное усилие имеют решающее значение. Если неправильно их рассчитать, то аппарат будет варить с дефектами.

Имеется три основных вида дефектов:

  • отклонения литой зоны от оптимума, ее смещение от точки контакта;
  • неполный провар в точке контакта:
  • изменение физико-химических свойств металла в точке сварки.

Самым опасным является отсутствие литой области. Происходит тепловое склеивание, при котором соединение выдерживает незначительные нагрузки. При переменных нагрузках и температурных перепадах происходит разрыв соединения.

Прочность нарушается при сильном давлении электродов аппарата контактной сварки, что вызывает вмятины. Также ослабляется прочность при выплесках металла.

Причины дефектов

Непровар часто обусловлен малым током или изношенностью контактной площадки электродов. Маленький ток может быть связан со слишком малым промежутком между сварными точками, что вызывает сильное шунтирование. Брак определяется визуальным осмотром и использованием специального оборудования.

Наружные трещины появляются от чересчур большого импульсного тока аппарата, слабого сжатия, загрязнения сварочной области, что изменяет параметры сварочной цепи. Изъян обнаруживается визуальным осмотром при использовании лупы.

При глубоких вмятинах от электрода необходимо разобраться с его контактной частью. Возможно, причина в слишком малом радиусе кривизны контактной площадки и слишком большом прижимном усилии. Дефект определяется визуально.

Причиной того, что при внутреннем выплеске металл вытекает в область между заготовками, может быть превышение сварочного тока аппарата, времени сварки и недостаток сжатия. Изъян определяется специальными приборами, может зафиксироваться и визуально из-за неплотного соединения деталей.

Внешний выплеск происходит при превышении длительности и силы тока, малом прижиме и перекосе электродов. Это можно заметить невооруженным глазом.

Внутренние трещины возникают от комбинации причин типа чрезмерный ток, длительность воздействия, загрязненная поверхность недостаточное сжатие и отсутствие поковочного воздействия в процессе кристаллизации. Изъяны выявляют специальной аппаратурой.

Смещение ядра возникает из-за неправильной установки электродов аппарата контактной сварки и их загрязнения. Причиной прожога являются недостаточный прижим соединяемых изделий, их загрязнения.

Устранение изъянов производится повторением процесса сварки. Если нельзя сваривать, например, недопустим повторный нагрев изделия, то дефектную область лучше высверлить и поставить заклепку.

svaring.com

Технология контактной сварки


Технология контактной сварки

Поиск Лекций

2.1. Стыковая сварка сопротивлением

Основные параметры стыковой сварки сопротивлением: сила сварочного тока I, усилие осадки РОС, установочная длина LH., припуск на осадку СОС , время нагрева tСВ.(табл. 2).

Сила сварочного тока I (в A) подсчитывается по формуле: I = F · j,

где F– площадь сечения свариваемого прутка, мм2; j– плотность тока, А/мм2 (определяется по табл. 1 в зависимости от площади сечения прутка).

Таблица 1

Ориентировочные величины плотности тока и времени нагрева от площади сечения прутка при стыковой сварке сопротивлением

Площадь сечения прутка, мм2 Плотность тока, А/мм2 Время нагрева, сек.
0,2 – 0,3 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0 1,0 – 1,5 1,2 – 2,0 1,4 – 2,5 1,6 – 3,0 1,8 – 3,5 2,0 – 4,0 2,2 – 4,5

Величину усилия осадки POС (в кгс) подсчитывают как произведение удельного давления осадки р на площадь сечения свариваемого прутка F:РОС = р · F,

При сварке малоуглеродистой стали удельное давление принимается равным 2 – 5 кгс/мм2.

Установочная длина LН(в мм) – расстояние от торца заготовки до внутреннего края электрода стыковой машины, измеренная до начала сварки. Длина LН зависит от теплофизических свойств металла, конфигурации стыка и размеров заготовки. При недостаточной установочной длине детали прогреваются недостаточно, т.к. тепло интенсивно отводится в губки. Завышение ее сопровождается перегревом деталей и увеличением длины деформируемого участка. Кроме того, возможны перекосы или несоосность торцов вследствие потери устойчивости. Для углеродистых сталей установочная длина равняется LН = (0,5 – 0,7) d, где d- диаметр свариваемого прутка, мм.Припуск на осадку СОС(в мм) распределяется на осадку под током и осадку без тока. Если осадка недостаточна, в стыке остаются окислы и раковины, наблюдаются непроваренные участки. При завышении величины осадки качество стыков также понижается вследствие искривления волокон и перегрева металла.

Для прутков припуск на осадку определяется:

Время нагрева tсв (в сек) – время прохождения тока через заготовки зависит от плотности тока и площади сечения свариваемого прутка (табл. 1). Завышенное время нагрева является одной из причин возникновения окислов в стыке и образования малопластичной перегретой структуры металла.

Таблица 2

Расчет параметров стыковой сварки сопротивлением

№ п/п Наименование параметра Расчетная формула Численное значение
Диаметр свариваемого прутка d, мм Площадь сечения прутка F, мм2 Плотность тока j, A/мм2 Сила сварочного тока I, А Удельное давление осадки Р, кгс/мм2 Усилие осадки Poc, кгс Установочная длина LH, мм Припуск на осадку СОС, мм Время нагрева tCВ, сек. Прил. 3 Табл. 1   Табл. 1  

2.2. Роликовая сварка

Типы соединений для роликовой сварки выбирают с учетом толщины и материала заготовки, а также условий работы изделия.При изготовлении сосудов предпочтительнее соединение с отбортовкой. При таком соединении деталь во время сварки не вводится в сварочный контур машины, следовательно, сохраняется постоянной величина силы сварочного тока.Введение в сварочный контур машины магнитных материалов, например, заготовок из малоуглеродистых сталей, вызывает рост индуктивного сопротивления, в результате чего уменьшается сила сварочного тока. Ширина отбортовки для стальных заготовок толщиной 1 – 2 мм находится в пределах 12 – 18 мм.Широко применяют соединение внахлестку, которое при роликовой сварке обеспечивает высокую прочность и плотность швов. Величину нахлестки берут в пределах 10 – 18 мм.

Рекомендуемые параметры режима непрерывной роликовой сварки следующие (табл. 3):

1. Диаметр отдельных точек dm (в мм), зависящий от толщины свариваемых деталей, определяется: dm = 2 · S + 2 ,

где S – толщина более тонкой из свариваемых деталей, мм.

2. Площадь контакта F, мм2: F = π ·d2m / 4

3. Сила сварочного тока I (в A) зависит от плотности тока и площади контакта электрод-деталь и определяется по формуле: I = F · J

4. Шаг точек а (в мм) определяется из уравнения: a = (0,5 – 0,7)·dm

Примечание: Уравнение приведено для плотных швов; в неплотных швах точки могут не перекрываться и для получения плотного шва расстояние между центрами сварных точек при больших скоростях сварки берётся не более 2-3 мм (шаг точек).

5. Скорость сварки VСВ (в м/мин) определяется по формуле: VСВ = 2f ·60 · a / 1000 ,

где f = 50 – частота тока, Гц;

а – шаг точек, мм.

6. Усилие сжатия РСЖ (в кгс) определяется: РСЖ = р · F ,

где р – удельное, кгс/мм2 (при сварке малоуглеродистой стали толщиной до 3 мм составляет 4 – 12 кгс/мм2). Большие значения соответствуют сварке деталей большей толщины и более жестким режимам.

7. Ширина рабочей контактной поверхности роликовых электродов вЭ (в мм) зависит от толщины свариваемого металла S и определяется:

Желательный диаметр электродов 150 – 200 мм, т.к. при меньшем диаметре увеличивается их износ. При сварке металлов толщиной менее 0,5 мм применяют электроды диаметром 40 – 50 мм. Для изготовления электродов для точечной и роликовой сварки используется медь марки М1, кадмиевая, хромистая, берилиевая бронзы и другие сплавы.

Таблица 3

Расчет параметров роликовой сварки

№ п/п Наименование параметра Расчетная Формула Численное значение
Толщина свариваемого металла S, мм Плотность тока j, A/мм2 Диаметр отдельных точек dm, мм Площадь контакта F, мм2 Сила сварочного тока I, А Шаг точека, мм Скорость сварки VCВ, м/мин Удельное давление осадки p, кгс/мм2 Ширина рабочей контактной поверхности роликового электрода вэ, мм Усилие сжатия Pсж, кгс Прил. 3 Прил. 3      

Содержание отчета

1. Титульная часть. 2. Цель работы. 3. Схемы процессов контактной сварки с кратким их описанием. 4. Результаты расчетов параметров стыковой и роликовой контактной сварки (табл. 2 и 3).

5. Краткие выводы.

4. Контрольные вопросы для самопроверки

1. В чем заключается сущность контактной сварки? 2. Как определяется полное сопротивление сварочного контура? 3. Почему сопротивление сварочного контакта является наибольшим? 4. Перечислите основные виды контактной сварки? 5. В чем заключается сущность стыковой контактной сварки? 6. Какими способами осуществляется стыковая контактная сварка? 7. Чем отличается стыковая сварка оплавлением с подогревом от сварки непрерывным оплавлением. 8. Где используется стыковая контактная сварка? 9. В чем заключается сущность точечной контактной сварки? 10. Какие детали свариваются точечной сваркой? 11. Сущность роликовой (шовной) контактной сварки. 12. Какие детали и материалы соединяются роликовой сваркой? 13. Перечислите основные параметры стыковой контактной сварки. 14. От чего зависит сила сварочного тока при контактной сварке? 15. Какие факторы влияют на скорость роликовой сварки?

16. Из каких материалов изготавливаются электроды для контактной сварки?

Приложение 1 Области применения различных способов стыковой сварки

Свариваемые заготовки Способ стыковой сварки
Металл Форма сечения Размеры сечения
Сталь, нихром, медь, алюминий, сплавы меди и алюминия Компактное (круглое, квадратное) Проволока диаметром до 6-8 мм, звенья цепей диаметром до 20 мм, трубы диаметром до 40 мм при специальной подготовке кромок Сопротивлением
Сталь, медь, алюминий и их сплавы; заготовки из разнородных материалов Стержни, трубы, листы, уголки и другой профильный прокат; поковки, штамповки Стальные стержни и толстостенные трубы до 3000 мм2, стальные листы и тонкостенные трубы до 6000 мм2 и выше, рельсы Непрерывным оплавлением
Сталь Рельсы, трубы, прокат Большое поперечное сечение (40000-60000 мм2 и выше) Непрерывным оплавлением
Сталь незакаливающаяся Прутки, трубы В ме

www.samsvar.ru

Как производиться контактная сварка, основа и технология

Контактная сварка применяется для соединения металлических элементов при помощи давления и электрического импульса. Основная область использования такого вида сварочных работ это промышленное производство разного рода механизмов, автомобилей, самолётов, судов, агрегатов для сельскохозяйственного использования.

Благодаря высокому качеству и возможности быстрого создания множества сварочных точек, такие устройства набирают широкого спроса. В промышленных масштабах такая установка неоспоримо лучше инвертора, так как скорость и качество сварки зачастую намного лучше.

Немного о принципе сварки

Принцип работы сварки довольно простой, но это только на первый взгляд. Под действием давления, сварочные электроды сжимают две детали в необходимой точке с установленным усилием, после чего подаётся импульс тока. Ток разогревает место сваривания и плавит его до жидкого состояния. Так как время сварки достаточно мало, то точка сразу начинает кристаллизоваться и образовывать сварочное ядро в месте разогрева.

Для увеличения прочности соединения, давление должно продолжаться после выключения электрического импульса ещё определённый промежуток времени. После чего ядро обретает максимально мелку структуру, и прочность стаёт приближённой к основному металлу. В идеале, после выключения тока, давление должно увеличиваться.

В этой статье мы разберём рабочий процесс контактной сварки, узнаем какие виды, и особенности сварки бывают. Опишем разновидности электродов и для чего они нужны. Разобравшись с этими вопросами, вы сможете четко понимать, что такое электрическая контактная сварка и для чего она предназначена.

Процесс работы

Электрическая контактная сварка разделяется на этапы, пойдя которые получается качественная конструкция. Весь процесс можно разделить на следующие пункты:

  1. Подбор материалов, которые будут использоваться для создания детали.
  2. Определение наиболее подходящего по характеристикам и особенностям строения устройства.
  3. Подготовка поверхности металла.
  4. Начало сваривания, установка заготовки, подача импульса, охлаждение.
  5. Финишный контроль качества, проверка на наличие дефектов и брака.

Пройдя все этапы, получается полностью готовая качественно сваренная деталь, которую уже можно подвергать дальнейшей обработке. Сам процесс нагревания и охлаждения проходит очень быстро, некоторые машины способны создавать до шести сотен точек за одну минуту.

Виды сварки и их особенности

Контактные соединения разделяются на четыре категории, которые имеют свои особенности и способы применения. Давайте разберем, какие виды бывают:

  • Контактная точечная.
  • Стыковая.
  • Контактная шовная.
  • Рельефная.

Теперь более подробно поговорим о каждой из них, чтобы вы конкретно смогли понять, что каждый вид представляет и какие его особенности. Точечные сварочные соединения помогают соединять детали в одной либо сразу во многих местах точками. Точка образуется в процессе нагревания и расплавления металла под воздействием электрического импульсного тока, формы электродов, которые давлением воздействуют на материал и времени нагревания.

Разные вариации всех этих показателей помогают выполнить сварную точку любой формы, прочности и прочее.

Классификация видов сварки

Широко используются в производствах большого масштаба и при серийном однотипном выпуске механизмов. Также используют для создания батарей аккумуляторов.
Для соединения деталей сразу по всей площади их стыка, используется контактная стыковая.

Благодаря такому способу, две детали впоследствии нагрева соединяются в единую конструкцию сразу на большой площади, за короткий промежуток времени. Время и способ такой состыковки зависит от характеристик металла, общей свариваемой площади и необходимой прочности соединения.

Разновидности сварных соединений

Стыковую сварку выполняют тремя методами:

  1. Сопротивление.
  2. Непрерывное оплавление.
  3. Оплавление с одновременным разогревом места сварки.

Для деталей небольшого сечения, до двух квадратных сантиметров, применяется метод сопротивления. Также такой метод часто применяется для труб из металлов с низким содержанием углерода. Детали, площадь сечения которых не превышает отметку в 10 тысяч квадратных сантиметров, используется метод оплавления. Область применения очень широкая, он сваривания арматурных конструкций в железобетоне, до создания бесшовной железной дороги.

Такая технология помогает изготавливать детали очень большой длины при этом не оставляя никаких заметных швов. С помощью оплавления сваривают режущие инструменты, например, наконечники для сверла либо лезвия ножей. Свариваются массивные цепи судовых якорей. Оплавление с разогревом, это модификация обычного оплавления, используется для создания более качественного сварного шва.

Шовная сварка

Шовная контактная сварка производится путём наваривания нескольких точек в ряд. Такие точки могут быть герметичными, если делать их внахлёст. Если же оставлять промежуток, она будет практически похожа на обычную, точечную. Процесс такой сварки может выполняться на одном или нескольких сварочных станках. Дисковая роликовая установка вращается по контуру, который необходимо сварить, оставляя за собой точки.

Если роликовая прокатка проходи с одной стороны тогда она односторонняя. Если роликовая прокатка с двух сторон, тогда соединение происходит с каждой стороны. Этот метод хорош тем, что может быть как односторонняя, так и двусторонняя, что хорошо в определённых случаях.

Самый качественный шов получается на металлах толщиной 0.2-3 миллиметра. Применяются для создания герметичных швов в алюминиевых бочках, канистрах и прочих ёмкостях.

Контактная рельефная сварка, очень похожа на точечную. Для его выполнения, заранее подготавливаются специальные выпуклые участки, которые и свариваются. Главной особенностью является то, что форма сварной точки в таком случае зависит от того какая форма выпуклости была сделана, а не от формы используемого электрода. Область применения довольно широкая, от автомобилей до различных электрических приборов.

Характеристики используемых электродов

Электроды имеют следующие характеристики, благодаря которым и получается сделать качественную сварку:

  • Высокая устойчивость к температурам (могут выдерживать нагревание свыше шестисот градусов).
  • Высокая плотность материала, что позволяет сохранять форму, даже при ударных сжатиях, равных пяти-шести килограммам на квадратный миллиметр.
  • Очень высокая тепловая и электрическая проводимость. Благодаря высокой электрической проводимости могут передавать импульс тока без потерь.
  • Для односторонней или двусторонней сварки, электроды имеют плоскую форму диска. Для остальных видов используются бочкообразные элементы.

Прочитав данную статью, вы смогли разобраться с технологическим процессом устройства контактной сварки. Узнали, какие виды контактной сварки бывают, и на какие разновидности разделяются электроды. Теперь можно переходить и к практическому изучению этого процесса.

generatorvolt.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о