4.10. Оборудование для контактной сварки

При контактной электрической сварке теплота в зоне контакта свариваемых деталей выделяется за счет повышенного сопротивления этой зоны прохождению электрического тока, вызванного резким уменьшением площади контакта (из-за неровностей на поверхности), возникновением вследствие этого больших плотностей тока и наличием на поверхности изделий оксидов и загрязнений с малой электропроводностью. Контактная сварка (рис. 4.6) делится на стыковую, точечную и шовную.

Рис. 4.6. Схемы контактной сварки

При стыковой сварке сопротивлением (рис. 4.6, а) детали сжимают и, пропуская ток, стык доводят до температуры, близкой к температуре плавления, затем усилие увеличивают — происходит пластическая деформация и соединение в твердом состоянии. При стыковой сварке оплавлением детали сжимают небольшим усилием и, пропуская ток, добиваются непрерывного оплавления, затем детали сжимают большими усилиями, расплавленный металл с загрязнениями выдавливается из стыка и происходит соединение в твердом состоянии. Стыковую сварку применяют для изготовления деталей замкнутой конфигурации (ободьев колес, шпангоутов, цепей); сложных деталей из простых заготовок; для приварки режущей части инструмента из быстрорежущей стали к державке из углеродистой стали.

Для сварки сопротивлением существуют машины серии МСС, для сварки сопротивлением и оплавлением — МСО, для сварки оплавлением — К-19ОПК...К-724. Известны также машины для стыковой сварки каховского завода К1000, К920, К900 и др. Для автоматической сварки стыков труб магистральных трубопроводов в полевых условиях выпускают комплексы оборудования (например, СТЫК-04).

При точечной сварке (рис. 4.6, б) детали 1 собирают внахлестку, сжимают электродами, по которым кратковременно пропускают ток до появления в месте контакта расплавленной зоны (ядра точки). После выключения тока усилие coxpaняют еще некоторое время, чтобы кристаллизация ядра происходила под давлением — для предотвращения дефектов усадки (трещин, рыхлот). Для больших толщин и для металлов с малой пластичностью давление увеличивают с целью проковки ядра. При односторонней сварке оба электрода прижимают к одной детали и получают сразу две точки — для увеличения производительности или при затрудненном доступе ко второй детали. Точечную сварку широко применяют в транспортном машиностроении для приварки обшивки к несущему каркасу вагонов, самолетов, ракет, для сварки металлических каркасов, каркасов арматуры железобетонных изделий и ферм в строительстве, а также для сварки элементов электрических схем и деталей бытовой техники.

В стационарных машинах для точечной сварки нижний электрод обычно неподвижен, а верхний электрод перемещается рычажным приводом от педали, пневматическим или гидравлическим — для достижения значительных усилий. Для сварки низкоуглеродистой стали небольших толщин применяются машины с радиальным ходом верхнего электрода (например, МТР-1201). Машины с прямолинейным ходом верхнего электрода (серии МТ) предназначены для сварки низкоуглеродистой и легированной стали и сплавов. Для сварки крупногабаритных изделий из легированных и низкоуглеродистых сталей, легких и титановых сплавов существуют машины с выпрямлением тока во вторичном контуре серии МТВ. Для сварки легких и других цветных сплавов, легированных и жаропрочных сталей выпускают конденсаторные машины МТК-2201...МТК-8501, сваривающие детали за счет энергии, накопленной между циклами сварки в батарее конденсаторов. Таким образом, мощность, потребляемая из сети, невелика, сварочный импульс стабилен, однако подобные машины более сложны и дороги. Конденсаторные машины малой мощности, например ТКМ-17 и МТК-1601, используются в приборостроении, радиоэлектронике, электротехнике и т. д. Машины для точечной сварки каховского завода маркируются КТ004…КТ009.

Громоздкие изделия (кузова легковых и кабины грузовых машин, арматурные каркасы железобетонных изделий) сваривают с помощью подвесных машин серии МТП или клещей со встроенными трансформаторами КТ-801, К-243В, К-264 (пистолет). Подвесные машины состоят из сварочного трансформатора, закрепленного на подвесном устройстве, и клещей, соединенных с ним гибкими кабелями и подвешенных на тросе с противовесом. Клещи и пистолеты со встроенными трансформаторами потребляют меньшую мощность и иногда удобнее из-за отсутствия тяжелых кабелей. Пистолет К-264 предназначенный для односторонней точечной контактной сварки двумя электродами, прижимают к изделию вручную.

Специально для крупносерийного и массового производства изделий с большим числом точек разработаны многоэлектродные машины. Для сварки арматурных плоских каркасов выпускают многоэлектродные машины МТМ-166...МТМ-308.

Рельефная сварка является разновидностью точечной. Точки находятся в тех местах заготовки, где заранее образованы выступы (например, штамповкой). Свариваемые заготовки сжимают между плитами машины. При включении тока выступы спрессовываются до полного уничтожения. Все точки сваривают за один ход машины, что требует значительной мощности.

У машин для рельефной сварки серии МР электроды выполнены в виде плит с пазами для установки приспособлений и закрепления деталей. Для герметизации корпусов полупроводниковых приборов и интегральных схем применяют машины рельефные конденсаторные серии МРК.

При шовной сварке (рис. 4.6, в) нахлесточное соединение выполняется прокатыванием свариваемых листов 1 между роликами — электродами, к которым подводится сварочный ток. Получаются прочные и герметичные соединения. Шовная сварка применяется в транспортном и сельскохозяйственном машиностроении, для изготовления ведер, баков и др. Машины для шовной сварки обозначаются МШ-2201…МШ-3208 (для сварки на переменном токе). Пример маркировки шовных машин каховского завода: КШ001.

4.11. Оборудование для диффузионной сварки

Диффузионная сварка заключается в возникновении связей на атомарном уровне в результате сближения свариваемых поверхностей за счет локальной пластической деформации при повышенной температуре, обеспечивающей взаимную диффузию соединяемых материалов. Для защиты от окисления и азотирования сварку ведут в вакуумной камере. Процесс характеризуется высоким и постоянным качеством соединения, возможностью соединять разнородные материалы и детали сложной конфигурации, энергетической экономичностью, гигиеничностью, легкостью механизации и автоматизации. Можно сваривать металлические сплавы, керамику, графит, стекло, сапфир и другие материалы в однородном или разнородном сочетаниях.

Установки для диффузионной сварки серий СДВУ, СЖМ, УДС, А, У содержат рабочую вакуумную камеру; механический, гидравлический или пневматический механизм сварочного давления; индукционный, электронно-лучевой или радиационный источник нагрева; вакуумную систему; систему управления и контроля.