6.4 Контактная сварка.

Контактная сварка- это сварка с применением давления, при этом нагрев производится теплотой, выделяемой при прохождении электрического тока через изделия находящиеся в контакте. Основными видами контактной сварки является стыковая, точечная и шовная.

1) Стыковой сваркой соединяют рельсы и т.д., т.е. заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения.

Рис. 6.5 Схема стыковой сварки

Заготовки закрепляются в зажимах, подводят к ним ток и сближают до контакта. За счет выделяемого в контакте тепла стыковые поверхности размягчаются до пластического состояния или до оплавления. Затем заготовки сдавливают с последующей осадкой. Сила тока может доходить до 100000 А.

2) При точечной сварке заготовки соединяют в отдельных точках. Заготовки (листы) соединяются внахлест и сжимают между двумя электродами (двухсторонняя сварка).

Рис. 6.6 Схемы точечной односторонней и двухсторонней сварки

Для качественного соединения свариваемые поверхности перед сваркой очищают от окислов. Толщина свариваемых заготовок, как правило, не превышает 5 мм. Современные машины для точечной сварки позволяют одновременно сваривать изделие в 200 точках.

3) При шовной сварке электродом являются вращающиеся ролики. Подача тока может быть непрерывной и импульсной, которые соответственно образуют непрерывный или прерывистый шов.

Рис. 6.7 Схема шовной сварки

6.5 Специальные виды сварки.

6.5.1 Электронно-лучевая сварка.

Электронный луч представляет собой сжатый поток электронов, перемещающийся с большой скоростью от катода к аноду в вакууме.

Рис. 6.8 Схема электронно-лучевой сварки

При соударении электронного потока с твердым телом кинетическая энергия электронов переходит в тепловую, вызывая температуру свыше 5000°С.

Сварку выполняют при помощи электронной пушки. На катод 1 и анод 3 подается разность потенциалов порядка 100 кВ.

Электроны, движущиеся от катода, формируются в пучок кольцевым электродом 2, и фокусируется линзами 4 на поверхности свариваемых заготовок 6, установленных на столе 7. С помощью магнитной системы 5 луч можно перемещать по поверхности заготовки. Стол 7 имеет возможность перемещаться в продольном и поперечном направлении. Фокусированием луча можно добиться диаметра пятна контакта до нескольких микрометров, что позволяет получить мощность луча до 500 Вт/мм².

Теплота выделяется не только на поверхности свариваемых заготовок, но и на значительной глубине вдоль луча.

Глубина проплавления может быть в 20 раз больше ширины расплавленной зоны.

Малая ширина зоны теплового воздействия уменьшает деформацию деталей.

Электронно-лучевой сваркой можно сваривать заготовки из сталей, алюминиевых, магниевых, титановых сплавов, вольфрама и молибдена. Можно сваривать разнородные металлы. Можно резать и сверлить стекло, рубин, алмаз, керамику.

6.5.2 Ультразвуковая сварка.

Ультразвуковая сварка - это сварка давлением, осуществляемая при воздействии ультразвуковых колебаний. Неразъемное соединение деталей образуется при совместном действии на них механических колебаний тока высокой частоты (ультразвукового) и относительно небольших сдавливаемых усилий.

Рис. 6.9 Схема ультразвуковой сварочной головки

Свариваемые заготовки 2 укладываются на опору 1. Инструмент 3 получает колебания от магнитострикционного преобразователя 5 через волновод 4.

В результате колебаний и усилий на инструменте окисные пленки на контактных поверхностях заготовок разрушаются, тонкие поверхностные слои нагреваются. Низкие температуры сварки обеспечивают минимальное изменение структуры.

Ультразвуковой сваркой получают точечные и шовные соединения заготовок, толщиной 0,001...1 мм, а также осуществляются сварные соединения тонких листов и фольги с заготовками неограниченной толщины. Можно сваривать поверхности с покрытиями, соединять разнородные металлы.