Ориентировочные режимы точечной сварки малоуглеродистых сталей

(мягкие режимы)

Макроструктура точки имеет следующие зоны: литое ядро дендритного строения, окружающую ядро оболочку крупного зерна, зону нормализованного мелкого зерна, постепенно переходящую к структуре основного металла. При жестком режиме сварки зона крупного зерна невелика; при мягком режиме она заметно расширяется. При длительном нагреве (t_cв >3—4 сек.) возможна видманштеттова структура, резко снижающая пластические свойства стали.

На фиг. схематически показаны в разрезе контуры ядра точки при сварке двух и трех деталей одинаковой или разной толщины. При сварке двух деталей одинаковой толщины электродами равного диаметра (фиг. а) ядро имеет симметричную чечевицеобразную форму. Глубина проплавления каждой детали (h) нормально лежит в пределах (0,5—0,75)δ. Неправильная форма ядра (фиг. б) ука­зывает на недостаточное усилие на электродах или на их неправиль­ную установку. При использовании одного электрода большого диа­метра (второй электрод нормальный) на лицевой поверхности отсут­ствует вмятие, ядро смещено в сторону электрода малого диаметра и проплавление несимметрично. При одновременной сварке трех деталей примерно одинаковой толщины, как правило, образуется общее ядро (фиг. в). Прочность такой точки определяется не наибольшим диаметром ядра, а меньшим и не постоянным по величине диаметром d₂. Это одна из причин относительно малой стабильности результатов испытания точек, получен­ных при сварке трех деталей.

В промышленности часто приходится сваривать малоуглеродистую сталь со специальными защитными покрытиями (цинком, оловом, свинцом, никелем, кадмием, алюминием, хромом и т. д.). При этом необ­ходимо не только получить точки удовлетворительной прочности, но и по возможности не повредить защитное покрытие, Относительно лучше сваривается сталь, покрытая свинцом и цинком. Удовлетвори­тельно свариваются хромированная, кадмированная и покрытая алюми­нием сталь и белая жесть,

Сварка сталей с покрытиями производится на жестких режимах (во избежание большого повреждения покрытия зона разогрева должна быть минимальной). Длительность сварки лежит в пределах 0,1—0,2 сек; усилие на электродах повышается на 15—25% по сравнению со сваркой стали той же толщины, но без покрытия. Для уменьше­ния зоны разогрева может при­меняться охлаждение деталей во­дой во время сварки.

При изготовлении узлов из малоуглеродистой стали часто при­меняются различные способы одно­сторонней (одно- и двухточечной) сварки. Односторонняя сварка обладает рядом преиму­ществ по сравнению с обычной двухсторонней сваркой. Главные из них: размещение сварочной ма­шины по одну сторону от изде­лия, что позволяет сравнительно легко сваривать точками конструк­ции очень больших размеров; малые размеры токоподводящего контура сварочной машины, что заметно уменьшает необходимую мощность; высокая производительность (при многоточечной сварке). Недостатки односторонней сварки: относительная сложность и неуниверсальность оборудования.

Применяются две основные разновидности односторонней сварки: сварка без шунтирования (фиг. 99, а) и с шунтированием (фиг. 99, 6). В первом случае весь ток протекает через зону сварки (за исключением части тока, ответвляющейся через смежные точки и случайные контакты); во втором случае сварка осуществляется только частью тока, шунтирующейся через нижнюю деталь и медную подкладку (если она предусмотрена технологическим процессом). Сварка без шун­тирования дает более стабильное качество соединения. Она приме­няется, так же как и все остальные виды односторонней сварки, при изготовлении громоздких изделий. При большом расстоянии а между привариваемыми деталями (фиг, 99, в), например при сварке элементов каркаса с листовой обшивкой, во избежание нежелательного нагрева и ко­робления листа в промежутке между ребрами применяется специальная медная перемычка, прижимаемая к изделию одновременно с электродами. При сварке нахлесточных соединений в крупных изделиях может успешно при­меняться односторонняя одноточечная сварка (фиг, 99, г).

Односторонняя сварка с шунтированием без специальной медной подкладки практически осуществима с приемлемыми результатами только при отношении толщин нижней и верхней деталей не менее 3:1. В остальных случаях применение подкладки обязательно.

Толщина деталей из малоуглеродистой стали, свариваемых односторонней сваркой, обычно ограничивается 2,5 — 3 мм.

Большое применение в массовом производстве находит односторон­няя многоточечная сварка, Стабильное качество сварки обеспечивается только в том случае, если к сварочному трансформатору одновременно присоединяется не более двух электродов, осуществляющих сварку. При этом применяются три принципиально отличающиеся схемы:

пита­ние от одного трансформатора с переключением в первичной цепи машины (фиг. 100 а) — каждая пара электродов по­очередно прижимается к изделию, и при замыкании включателем первичной цепи происходит сварка двух точек (преимущества — от­сутствие переключений в сварочной цепи, в которой протекает значи­тельный ток; недостатки — сложное управление механизмами сжатия электродов и значительная деформация изделия во время сварки);

пи­тание от одного трансформатора с переключением в сварочной цепи машины (фиг. 100, б) — все электроды одно­временно прижимаются к изделию, но поочередно подключаются к об­щим шинам переключателем (преимущества — надежное зажатие свариваемого изде­лия во многих точках, что предупреждает его деформацию, и простота механизмов сжатия; недостатки—необходимость систематического ухода за переключателем, пропускающим значительный сварочный ток);

При изготовлении сложных пространственных конструкций из тонкой стали часто применяется одноэлектродная (пистолетная и рычажная) сварка (фиг. 101, а и б). При пистолетной сварке изделие собирается в кондукторе, в котором под свариваемыми элемен­тами располагаются жесткие медные шины 7, соединяемые с трансфор­матором 2. Второй полюс трансформатора соединяется гибким прово­дом со сварочным пистолетом 3. Пистолет прижимается к изделию в месте сварки вручную (усилием P=25 - 30 кг), после чего включается ток и производится сварка. Пистолет удобен при сварке в мало­доступных местах и широко применяется в автомобильной промышлен­ности.

Максимальная толщина свариваемых деталей ограничивается развиваемым вручную усилием и не должна превышать 0,8 мм (при сварке мягкой стали с содержанием до 0,1%С).

При сварке стали толщиной 1 —1,5 мм успешно используется ры­чажная сварка (фиг, 101, б). Как и при пистолетной сварке, изделие собирается в специальном кондукторе на медных шинах 7. Вдоль этих шин идут наружные токоподводящие шины 2. Те и другие соединяются с трансформатором 3. Сварочная цепь замыкается рычагом 4, который вручную легко передвигается и устанавливается в любом положении вдоль шины, Усилие на электродах создается нажатием на конец ры­чага, после чего включается ток и производится сварка очередной точки. В современной практике рычаг часто заменяется пневматическим домкратом. Домкрат устанавливается между шинами 2 и 3 (фиг. 101, в). Необходимое для сварки усилие создается сжатым воздухом, поступающим в цилиндр домкрата. Величина этого усилия может быть вполне достаточной для сварки стали толщиной до 2 мм. После сжа­тия деталей включается ток и производится сварка, При сварке дета­лей большей толщины настолько увеличиваются размеры домкрата, что затрудняется его использование как переносного устройства.