Электрическая контактная сварка

Электрическая контактная сварка (ЭКС) или сварка сопротивлением основана на разогреве свариваемых изделий джоулевым теплом и механическом сжатии разогретых изделий.

Сила сварочного тока при ЭКС достигает десятков и сотен тысяч ампер. Такие токи получают в понижающих однофазных сварочных трансформаторах, имеющих на вторичной обмотке чаще всего один виток. Для регулирования сварочного тока первичную обмотку трансформатора делят на несколько секций, от которых к переключателю ступеней регулирования сделано от 4 до 16 отводов.

Величина вторичного напряжения составляет 1-12 В.

Увеличивая или уменьшая количество витков первичной обмотки, включенных в сеть, изменяют вторичное напряжение, а вместе с ним и сварочный ток. Чем меньше включено в сеть витков первичной обмотки, тем больше вторичное напряжение, первичный и вторичный (сварочный) токи.

Сопротивление места сварки зависит от чистоты и состояния поверхности свариваемого материала, сопротивления самого материала, величины давления, прикладываемого к свариваемым изделиям, и от других факторов. Наибольшее сопротивление имеет место контакта свариваемых изделий, где и выделяется наибольшее количество тепла. Время сварки в зависимости от толщины и рода свариваемого материала, изменяется от сотых и тысячных долей секунды до нескольких минут. Когда детали нагреваются до пластического состояния или до оплавления, к ним прикладывается усилие осадки и детали свариваются.

Основными способами ЭКС являются:

I. Стыковая:

1)Сварка методом сопротивления;

2) Сварка методом оплавления;

II. Точечная:

1)Сварка между электродами с приложением усилия (основная);

2)Односторонняя точечная сварка:

а) одноточечная;

б) двухточечная;

в) многоточечная;

г) рельефная сварка;

III. Шовная или роликовая:

1) Непрерывная;

2)Прерывистая;

IV. Сварка аккулизлированной энергией:

1)Электростатическая или конденсаторная (основная);

2)Электромагнитная;

3)Инерционная;

4)Аккумуляторная.

Газовая сварка

Для получения сварного соединения при газовой сварке (ГС) кромки основного металла и присадочный металл нагревается до расплавленного состояния пламенем горючих газов, сжигаемых в специальных сварочных горелках в смеси с кислородом.

В качестве горючего газа наибольшее применения получил ацетилен, который при сгорании в кислороде дает температуру пламени, достаточную для сварки сталей и большинства других металлов и их сплавов. Для сварки металлов (свинца, алюминия и пр.), температуры плавления которых ниже температуры плавления стали могут быть использованы и иные газы (водород, природный газ и др.), дающие более низкую температуру пламени.

Наиболее часто ГС применяют при изготовлении листовых и трубчатых конструкций из малоуглеродистых и низкоуглеродистых сталей толщиной до 3-5мм, при исправлении дефектов в отливках из серого чугуна и бронзы, а также при производстве изделий из цветных металлов и их сплавов.

Различаются следующие способы ГС:

1) Левый для S 5 мм;

2) Правый для S> 5 мм;

3) Газопрессовая сварка.

В зависимости от соотношения кислорода и ацетилена, поступающих на горелки, различаются три основных вида ацетиленокислородиого пламени:

1) Нормальное, или восстановительное;

2) С избытком кислорода, или окислительное;

3) С избытком ацетилена, или науглероживающее.Ацетиленокислородное пламя состоит из трех зон:

1) Ярко очерченное ядро, с температурой Т=1000°С;

2) Сварочная, Т = 3050-3150°С;

3) Факел, с температурой Т = 1200°С.

Термитная сварка

Термитами называются порошкообразные горючие смеси, состоящие из металлов (алюминия, магния или кремния ) и оксидов металлов (железа, марганца, никеля, меди и др.). При сгорании таких смесей выделяется значительное количество тепла и развивается высокая температура. Наиболее распространенными термитами являются:

- алюминиевый, температура реакции Т = 3000°С;

- магниевый, температура реакции Т 2500°С.Сварку алюминиевым термитом выполняют следующими способами:

1) Плавлением;

2) Давлением;

3) Комбинированный метод.

Термитная сварка (ТС) плавлением применяется при ремонте поломанных литых деталей, наварка отломанных зубьев зубчатых колес и пр.

ТС давлением используется для сварки с разогревом деталей до пластическогосостояния и приложением механического усилия сжатия.

Комбинированный способ ТС в настоящее время в основном применяется только при сварке трамвайных рельсов.

ТС магниевым термитом применяется для сварки стальных телеграфных и телефонных проводов воздушных линий связи.

Пайка металлов

При пайке металлов до плавления доводят только легкоплавкий присадочный металл - припой. Соединение обеспечивается за счет диффузии расплавленного припоя, проникающего в нагретые до температуры его плавления поверхностные слои основного металла.

В зависимости от температуры плавления припоя различаются следующие ТМ пайки:

1) Пайка мягкими припоями Тпл 400°С,

2)Пайка твердыми припоями Тпл= 500- 1083 С

Хорошо поддаются пайке все углеродистые и легированные стали, в том числе нержавеющие и инструментальные, твердые сплавы, серые и ковкие чугуны, большинство цветных металлов и их сплавов.

К мягким припоям относятся оловянно свинцовые припои марок ПОС -90 и ПОС- 30. Температура плавления их составляет Тпл-180-260"С. Мягкие припои обеспечивают прочность Pп= 50-70МПа.

Для защиты нагретого основного металла и расплавленного припоя от окисления, а также для растворения образующихся оксидов и растекания жидкого припоя по поверхности места спая применяются следующие флюсы: канифоль, хлористый цинк или смесь хлористого цинка с хлористым аммонием др. Мягкие припои выпускаются в виде прутков, проволоки, порошка или пасты, состоящей из порошка припоя и флюса.

К твердым припоям относятся чистая медь и сплавы меди с цинком и серебром. Наиболее часто применяются медно - цинковые припои марок ПМЦ -42, ПМЦ-47 и ПМЦ-52. Их температура плавления соответственно равна: T1=840°C, T2=860°Cи Т3=885°С.

Для пайки изделий особенно ответственного назначения часто применяются медно -серебряные припои: ПСр-25, ПСр-45 с температурой плавления Тпл= 780-830⁰С. При пайке твердыми припоями предел прочности достигает Рп =400-500МПа.

В качестве флюсов используется: бура, борная кислота или их смеси, хлористый цинк и пр.