Контактная сварка -это один из наиболее эффективных,
экономичных, высокомеханизированных и автоматизированных способов
сварки, обеспечивающих высокую прочность, качество и надежность
сварного соединения и широко используемых в строительстве для
сварки арматуры, трубопроводов, рельсов и т.д. Изготовление
наиболее дорогих и сложных узлов легковых и грузовых автомобилей -
кузовов и кабин тоже основывается на электроконтактной сварке.
Многие конструктивно сложные детали в машиностроении изготовляются
путем точечной сварки штампованных из листового проката
заготовок.
Способы электроконтактной сварки подразделяются на три группы (рис.
2.36) : стыковая, точечная и шовная.
Электроконтактная сварка деталей (рис. 2. 37) выполняется следующим
образом: детали сжимают усилием Р , через стык их пропускается
электрический ток J в течении времени t , происходит нагрев металла
в зоне контакта до температуры плавления, выключается электрический
ток, деталь охлаждается и кристаллизуется сварной шов, снимается
нагрузка.
Количество тепла, выделившегося при прохождении электрического тока
находится по формуле:
Q= J 2 R t, Дж.
Напряжение сварки U по сравнению с электродуговой сваркой очень
низкое (всего 1…6 В), а токи измеряются сотнями и тысячами А.
Поэтому понижающий трансформатор конструктивно отличается от
сварочных трансформаторов для электродуговой сварки: вторичная
обмотка имеет от 1 до 6 витков, а сила тока J регулируется
изменением количества витков первичной обмотки (рис. 2.38).
Сопротивление R зависит от чистоты, шероховатости и загрязнения
поверхности свариваемых деталей, электрического сопротивления
материала, давления сжатия деталей и др. Время сварки t изменяется
от сотых долей секунды до нескольких минут. Из-за малого времени
сварки снижаются окисляемость материалов деталей и величина зоны
термического влияния, поэтому при сварке будут минимальные
деформации и хорошее качество наплавленного металла.
Стыковой сваркой (рис. 2.38) свариваются арматурные стержни,
полосы, трубы, фланцы, швеллера, рельсы. Применяются три
разновидности стыковой сварки: сопротивлением, непрерывным и
периодическим оплавлением.
При сварке сопротивлением торцы свариваемых деталей тщательно
обрабатывают, детали сводят до соприкосновения и включают
электрический ток. После нагрева металла до пластичного состояния
выключают ток и снимают нагрузку. Сваркой сопротивлением можно
сваривать детали сечением до 300 мм2, например, трубы — диаметром
до 40 мм.
При сварке непрерывным оплавлением после
сжатия деталей производят нагрев стыка до его оплавления
электрическим током. С торца выдавливается жидкий металл, а с ним
окислы и загрязнения с поверхности контакта, поэтому особой
подготовки детали перед сваркой не надо. После выключения
электрического тока кристаллизуется расплавленный металл и
образуется сварной шов. Этим способом можно сварить детали
значительно большего сечения (до 3000 мм2 ) чем при сварке
сопротивлением.
Сварка прерывистым оплавлением выполняется периодическими
короткими замыканиями и размыканиями электрического тока за счет
перемещения детали . При этом появляются искры и разбрызгивание
металла. Этот способ сварки эффективен для легированных сталей
(30ХГСА,...).
Точечная сварка используется в основном для сварки листовых
конструкций, соединения пересекающих стержней (арматура
железобетонных конструкций). Суммарная толщина листов обычно не
превышает 10 …12 мм (возможна до 20 мм для листовой сварки), а
других элементов до 30 мм.
Сварные соединения могут реализовываться по разному ( рис. 2.
39) :
одноточечная 2-х сторонняя; 2-х точечная односторонняя и
многоточечная односторонняя. Последний способ обеспечивается
аналогично как и 2-х точечная односторонняя, только в этом случае
для каждой пары точек сварки необходима своя вторичная обмотка,
так, например, для 40 -точечной контактной сварки необходимо 20
вторичных обмоток трансформатора.
При двухсторонней одноточечной сварке нижний электрод неподвижен, а
верхний перемещается с помощью механизма сжатия (механический,
пневматический или электрический привод).
После установки и сжатия (рис.2.40) деталей включается
трансформатор, металл нагревается в зоне контакта до образования
ядра из расплавленного металла, увеличивается нагрузка сжатия и
выключается ток, кристаллизуется расплавленный металл и детали
свариваются. Место контакта электрода с деталью нагревается меньше,
т.к. тепло отводится через водоохлаждаемые медные электроды. Для
сварки конкретных деталей могут использоваться схемы выполнения
сварки. отличающиеся от схемы, представленной на рис. 2.40.
Для сварки углеродистых и низколегированных сталей применяются
мягкие режимы (большое время выдержки ( t=0,2…3 с и небольшая
плотность тока J=80…160 А/ мм2), а для сварки низкоуглеродистых и
высоколегированных сталей, не склонных к закалке, – жесткие режимы
(t=0,001…0,1 с , J=150…350 А/ мм2).
Разновидность точечной сварки — рельефная (рис. 2.41.). Сначала
создаются холодной пластической деформацией выступы на свариваемых
поверхностях, а затем детали сжимаются и через них пропускается
электрический ток, т.е. производится электроконтактная сварка..
Шовная контактная сварка ( рис. 2.42) применяется для получения
прочных и герметичных швов (тонкостенные сосуды, тонкостенные
сварные трубы ,..) Листы толщиной 0,3 .. 3 мм собирают внахлестку,
сжимают двумя медными роликами, пропускают через них электрический
ток, ролики вращаются, листы или ролики перемещаются, происходит
контактная сварка .Два способа шовной сварки : непрерывная и
прерывистая. При непрерывной контактной сварке изделий из
малоуглеродистой стали толщиной менее 1мм выполняется непрерывная
подача электрического тока. Для более толстых изделий используется
прерывистая сварка : ролики вращаются непрерывно, а ток подается
периодическими импульсами ; образуется ряд непрерывных точек,
которые перекрывая друг друга в итоге образуют сплошной сварной
шов.
Конденсаторная сварка. Энергия накапливается в конденсаторах,
которые разряжаются или непосредственно через изделие или через
дополнительный трансформатор на изделие. Чаще всего
используется второй способ. Конденсаторной сваркой соединяют
металлические детали толщиной 0,005 ... 2 мм., но можно приварить
тонкий металл (толщиной 0,2...0,3 мм ) к металлическим деталям
большой толщины (до 10...15 мм). Конденсаторные установки имеют
маленькую мощность и обеспечивают высокое качество сварных
соединений.
Для повышения твердости и износостойкости рабочих поверхностей
деталей и при ремонте посадочных мест под подшипники качения валов,
отверстий редукторов, коробок перемены передачи, шеек коленчатых
валов двигателей широко используется электроконтактная приварка
ленты, проволоки или порошка. Технология приварки ленты включает в
себя : подготовку детали (шлифование до размера : dн - 0,3 мм),
нарезку заготовок ленты по ширине и длине (периметру) и очистку
ленты, предварительную приварку ленты в середине. Далее выполняется
приварка ленты (порошка, проволоки) с помощью роликов установки
электроконтактной сварки.
Тепловые деформации при этом малы, материал подбирается высокой
износостойкости, обеспечивается долговечность не ниже новых
деталей, исключается термическая деформация деталей.
2.10. Контактная электрическая сварка.
153
0
4 минуты
Темы:
Понравилась работу? Лайкни ее и оставь свой комментарий!
Для автора это очень важно, это стимулирует его на новое творчество!