Электрическая контактная сварка
Электроконтактная сваркаосуществляется в случае кратковременного нагрева места соединения, без оплавления, проходящим по металлу электрическим током. Количество теплоты, выделяемое в сварочной цепи, может быть определено по формуле, Дж,
Q = I2Rt,
где R – полное электрическое сопротивление сварочной цепи, Ом;
I – сварочный ток, А;
t – время протекания тока, с.
Полное сопротивление цепи определяется, как R = Rзаг+RK+R эл, где Rзаг –сопротивление металла свариваемых заготовок, Rэл – сопротивление электродов, Rк – сопротивление места контакта заготовок [6, см. рис.99].
RK имеет наибольшее значение вследствие неровностей поверхности стыка и наличия окисных пленок и загрязнений. В результате в месте контакта металл нагревается до термопластического состояния или до оплавления.
Т.к. количество теплоты зависит от Iсв2, то для быстрого нагрева свариваемых кромок применяют большие токи (1 000…100 000 А). Это позволяет осуществить сварку за десятые и даже сотые доли секунды. Режим контактной сварки характеризуется следующими параметрами: током, временем протекания, силой осадки и временем её действия. По току и времени его протекания различают два режима сварки:
1 - жесткий (большой ток и малое время процесса сварки) – применяется для сталей, не склонных к закалке, и легкоплавких сплавов;
2 - мягкий (с большой продолжительностью процесса) – при сварке углеродистых сталей.
Режим сварки изображается в виде циклограммы (графическое изображение тока и давления, изменяющихся в процессе сварки).
Машины для контактной сварки состоят из двух основных частей:
1) электрической (включает трансформатор, прерыватель тока, переключатель ступеней мощности. Вторичная обмотка трансформатора состоит из 1…2 витков, вторичное напряжение составляет 1…12 В).
2) механической, состоящей из станины и механизмов, обеспечивающих фиксацию и сжатие свариваемых деталей.
Контактную сварку классифицируют по типу сварного соединения и по роду тока, питающего сварочный трансформатор. По типу сварного соединения различают сварку стыковую, точечную, шовную.
Стыковая сварка [6, рис.98] – разновидность контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния ипоследующей осадкой называют сваркой сопротивлением,а в случае разогреваторцов заготовок до оплавления и последующей осадкой – сваркой оплавлением.
Сваркой сопротивлением соединяют заготовки малого сечения (до 100 мм²), при большем сечении торец нагревается неравномерно. При этом торцы заготовок должны быть механически обработаны.
Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением т.к. при этом не требуется особой подготовки места стыка, можно сваривать заготовки сложной формы, разнородные материалы.
Различают сварку непрерывными прерывистымоплавлением. Первуюосуществляют постепенным осаживанием заготовок, вторую при кратковременных сближениях и разъединениях заготовок. Стыковой сваркой изготовляют трубные элементы, колеса, кольца, инструмент, рельсы, железобетонную арматуру и др.
Точечная сварка[6, рис.99] – это сварка, при которой заготовки соединяются в отдельных точках, ограниченных площадью торцов электродов.
Заготовки собираются внахлестку и зажимаются с усилием Р между двумя медными электродами, подводящими ток к месту сварки. Нагрев проводится до пластического состояния внешних слоев заготовок и расплавления внутренних слоев. Затем ток включают и снимают давление. Образуется сварная точка с литой структурой.
В зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемымдеталям различают одностороннюю и двухстороннюю сварку. Одностороннейсваркой [6, рис. 99, б] можно соединять заготовки одновременно двумя и болееточками. Многоточечные машины могут иметь от одной до сотни пар электродов, соответственно можно сварить 2…200 точек одновременно. Разновидность многоточечной сварки – рельефная сварка. Точечную сварку применяют для изготовления изделий из углеродистых и легированных сталей, алюминиевых, медных и титановых сплавов. Толщина заготовок составляет 0,5…5 мм.
Шовная сварка [6, рис.100] – разновидность контактной сварки, при которой между свариваемыми деталями образуется прочное и плотное соединение. Электроды выполняют в виде плоских роликов.
Заготовки соединяют внахлестку, зажимают электродами и пропускают ток. При движении роликов по поверхности деталей образуются в месте стыка перекрывающие друг друга сварные точки, в результате получают сплошной герметичный шов. Как и точечная, шовная сварка может бытьодносторонней [6, рис.100, б] и двухсторонней [6, рис.100, а].
Шовную сварку применяют при изготовлении различных сосудов из листов 0,3…3 мм в массовом производстве.
Сварка аккумулированной энергией – конденсаторная сварка [6, рис.101], при которой электроэнергия от питающей сети накапливается в батареях конденсаторов. Энергия разряда расходуется на сварку. Применяется для изделий малых толщин (0,005…2 мм).
Тонкий металл (0,2…0,3 мм) при этом можно приварить к металлу толщиной 10…15 мм.
К термомеханическому классу, кроме электроконтактной, можно отнести также диффузионную сварку в вакууме и индукционную сварку. Их сущность рассмотрена ниже в разделе «Новые способы сварки».
В том же разделе рассмотрены особенности холодной сварки давлением, ультразвуковой сварки и сварки трением, относящихся к механическому классу сварки.
Технологические возможности термомеханического и механического классов сварки достаточно широки от сварки труб диаметром до 1600 мм и толщиной стенки до 15 мм (стыковая эл. контактная сварка, индукционная) до сварки тончайших фольг толщиной 0,001…0,005 мм (конденсаторная, ультразвуковая сварка). При этом можно сваривать как однородные, так и разнородные материалы (диффузионная, ультразвуковая, трением, холодная сварка).
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 808;