ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА СТАЛИ БОЛЬШОЙ ТОЛЩИНЫ

Точечная сварка стали толщиной более 6—8 мм связана со следующими трудностями:

а) из-за большой жесткости деталей получение надежного контакта между ними требует приложения к электродам очень больших усилий;

б) очистка поверхности громоздких элементов перед их сваркой значительно удорожает изготовление конструкций;

в) резко возрастает необходимое для уплотнения ядра ковочное давление;

г) из-за большого давления и длительного нагрева резко возрастав износ электродов;

д) введение при сварке в контур машины элементов большого сечения, неизбежное при изготовлении конструкций ведет к понижению силы тока, ухудшению провара и нестабильности результатов сварки;

е) с увеличением толщины деталей растет степень шунтирования (отношение I_ш /I_св )

ж) требуется очень большая электрическая мощность машины.

Точечная сварка стали большой толщины может осуществляться импульсами тока промышленной (50 гц) или низкой (2,5 — 3 гц) частоты.

Первый способ может быть использован при сварке стали толщиной до 8 мм. Для сварки стали этой толщины применяется 12—20 импуль­сов тока, каждый длительностью 0,25—0,35 сек., с паузами между ними 0,08—0,12 сек. Общая длительность нагрева достигает при этом (в зависимости от мощности оборудования и условий сварки — шунти­рования, сечения стали, введенного в контур машины) 5—10 сек.

Сварка импульсами тока промышленной частоты производится на обычных точечных машинах мощностью 150 ква и выше, снабженные соответствующей автоматической аппаратурой (пульсационным регуля­тором времени).

Сварка импульсами тока промышленной частоты требует при равной суммарной длительности процесса применения больших токов, чем сварка с непрерывным его протеканием. Паузы способствуют некоторому охлаждению электродов, уменьшающему их износ. Это позволяет при­менять повышенные давления электродов и несколько улучшает ста­бильность результатов сварки.

Более эффективное решение проблемы точечной сварки стали боль­шой толщины дает применение импульсов тока низкой частоты. Для их получения сварочный трансформатор подключается через специальный преобразователь частоты к выпрямительной установке, питающейся от трехфазной сети промышленной частоты. Вследствие низкой частоты сварочного тока индуктивное сопротивление машины, которое, как известно из электротехники, пропорционально частоте, очень мало, а коэффициент мощности (cos φ) машины высок (выше 0,8). При этом введение в контур машины элементов большого сечения из магнитной стали практически не влияет на силу тока в сварочной цепи.

Предварительное сжатие деталей и подогрев небольшим током об­легчают сварку стали, покрытой окалиной (при подогреве окалина раз­рушается, не вызывая значительного перегрева контактной поверхности электродов, что уменьшает их износ; большое предварительное давление электродов облегчает механическое разрушение пленки окалины и со­здание необходимого для протекания тока электрического контакта). В машинах низкой частоты обычно применяется увеличенное ковочное давление и возможна последующая термическая обработка сваренной точки, желательная при сварке низколегированных сталей.

Режим точечной сварки малоуглеродистой стали толщиной 12 мм характеризуется следующими параметрами: длительность включения сва­рочного тока 10—16 сек. (в зависимости от степени шунтирования), предварительное и ковочное усилие на электродах 7500 кг, усилие в момент протекания сварочного тока 5000 кг, длительность предвари­тельного сжатия деталей и подогрева 3 сек., длительность приложения ковочного давления 2,5 сек., сила тока в сварочной цепи - около 40 000а, радиус сферической контактной поверхности электрода 50 мм, общая длительность сварки одной точки 20—24 сек. Средняя прочность точки достигает 20000 кг. Мощность, потребляемая при сварке, не превышает (вследствие очень высокого коэффициента мощности) 200 ква и в силу особенностей схемы питания равномерно распределяется между всеми фазами трехфазной сети.