4.4. Электроконтактная сварка

Электроконтактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов- пластическая деформация, в ходе которой формируется сварное соединение.

Место соединения разогревается проходящим по металлу электрическим током до пластического состояния или до расплавления, причем максимальное количество теплоты выделяется в месте сварочного контакта (рис.1), после чего свариваемые детали сжимаются внешним усилием, что обеспечивает их сваривание. Количество выделяемой теплоты определяется законом Джоуля- Ленца:

QI²Rτ,

где Q - количество теплоты, выделяемой в сварочном контуре, Дж;

R - полное электросопротивление сварочного контура, Ом.;

I - сварочный ток, А;

τ - время протекания тока, с.

Полное электросопротивление сварочного контура R постоит из электросопротивлений выступающих концов L свариваемых заготовок Rзаг , сварочного контакта Rк и электросопротивления между электродами и заготовками Rэл, т.е.

RRзаг+Rк+Rэл

Время сварки - от долей секунды до нескольких десятков секунд в зависимости от способа контактной сварки, силы тока и размеров свариваемых деталей.

Полное электросопротивление сварочного контура R, Ом, состоит из свариваемых заготовок Rзаг сопротивления между электродами и заготовками Rэл , т. е.

RRзаг+Rэл.

Рис.4.10. Схема стыковой электроконтактной сварки

По типу, свариваемого соединения, определяющего вид сварочной машины, различают: стыковую, точечную, рельефную, Т-образную, шовную (роликовую).

Стыковая сварка- вид контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения.

При стыковой сварке свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины. Зажим установлен на подвижной плите. Второй зажим укреплен на не подвижной плите. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети переменного тока через включающее устройство. Перемещение плит и сжатие свариваемых деталей осуществляется под воздействием усилия, развиваемого механизма осадки.

Перед сваркой заготовки должны быть очищены от оксидных пленок и торцы их плотно пригнаны друг к другу. Для подгонки необходима механическая обработка торцов.

Шовная или роликовая сварка - вид контактной сварки, при которой между свариваемыми заготовками образуется прочно- плотное соединение. При шовной сварке листы также соединяются внахлестку и зажимают между медными роликами трансформатор. Шовная сварка применяется для тонколистовой стали и цветных металлов и сплавов (толщина листа 3,3 . . .3 мм.).

Конденсаторная сварка -вид аккумулированной сварки. Энергия в конденсаторах накапливается при их зарядке от источника постоянного тока, а затем в процессе их разрядки преобразуется в теплоту, используемую для сварки.

Конденсаторную сварку применяют в производстве электроизмерительных и авиационных приборов, часовых механизмов, фотоаппаратов, радиоламп и т.д.

К оборудованию для конденсаторной сварки предъявляют требования стабильности электрических характеристик и точной дозировки тока, а также стабильности сил сжатия. Конденсаторные машины обычно состоят из батареи конденсаторов, выпрямительных устройств, сварочного трансформатора, переключателя тока, разных вспомогательных устройств и станка, на котором выполняют определенную механическую работу.

Точечная сварка- вид контактной сварки, при которой заготовки соединяются в отдельных местах, условно называемых точками.

Размеры и структура точки, определяющие прочность соединения, зависят от формы и размеров контактной поверхности электродов, величина сварочного тока, времени его протекания через заготовки. Качественная сварная точка характеризуется наличием общего для обеих заготовок литого ядра определенных размеров.

Точечную сварку применяют для соединения заготовок из сталей различных марок (углеродистой, легированной, нержавеющей), а также из цветных металлов и их сплавов.

При точечной сварке заготовки соединяют в нахлестку и зажимают с некоторым усилием Р между двумя медными электродами, подводящими ток к месту сварки ( рис.2). Соприкасающиеся с медным электродом поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжают до пластического состояния, затем включают ток и снижают давление. В результате образуется литая сварная точка.

Рис.4.11

Точечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым деталям может быть двусторонней и односторонней.

При двусторонней сварке (рис.3 а) две или более заготовок сжимают между электродами точечной машины. При односторонней сварке (рис.3 б) ток распределяется между верхним и нижним листами, причем нагрев осуществляется частью тока, протекающей через нижний лист. Для того чтобы увеличить ток, проходящий через нижний лист, применяют медную подкладку.

Рис.4.12, а Рис. 4.12, б

Односторонней точечной сваркой можно соединять заготовки одновременно двумя точками.

Точечной сваркой можно сварить листовые заготовки одинаковой или разной толщины, пересекающиеся стержни, листовые заготовки со стержнями.