Глава 4. Контактная сварка
Контактная сварка - сварное соединение образуется нагревом свариваемых изделий и дополнительным приложением механических усилий сжатия. Суть контактной сварки заключается в том, что через детали, которые свариваются, пропускают ток большой силы. За счет Джоулевого тепла (Q = 0,24 I2 R t), которое выделяется при прохождении тока, металл в месте контакта свариваемых изделий нагревается до пластического или жидкого состояния, что при приложении давления облегчает соединение изделий.
Различают следующие виды контактной сварки: стыковую, точечную, шовную.
4.1. Стыковая сварка
Стыковая сварка - это вид контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения (рис. 7.11).
Рис. 7.11. Схема стыковой сварки
Стыковая сварка с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называется сваркой сопротивлением, а при разогреве торцов до оплавления - сваркой оплавлением.
При стыковой сварке свариваемые детали (2) закрепляют в медных зажимах машины. Зажим (3) установлен на неподвижной плите (1), зажим (4) - на подвижной плите (5), которая перемещается по направляющим станины. Вторичный виток трансформатора соединён с плитами. Трансформатор предназначен для регулирования сварочного тока. Сжатие свариваемых деталей осуществляется перемещением подвижной плиты (5).
При сварке сопротивлением тщательно обработанные торцы деталей доводят до соприкосновения и включают электрический ток. После нагрева металла в месте контакта до пластического состояния сила давления увеличивается. Сварку сопротивлением применяют для соединения изделий небольшого сечения из малоуглеродистых сталей и цветных металлов.
При сварке оплавлением после подачи тока изделия доводят до соприкосновения, затем их разводят и оставляют зазор, в результате чего на торцах возникают дуговые разряды, которые оплавляют металл. После этого производится сдавливание изделий. Этот вид сварки применяют для рельсов, трубопроводов, режущего инструмента, материалов с различным химическим составом (например, углеродистой и быстрорежущей сталей).
4.2. Точечная сварка
Точечная сварка заключается в том, что заготовки соединяют в отдельных точках, причем одновременно могут свариваться одна, две или несколько точек (рис. 7.12). Точечная сварка бывает двусторонняя (рис. 7.12, а) и односторонняя двухточечная (рис. 7.12, б). Для получения сварной точки двусторонней сваркой листы (2) и (3) размещают между электродами (1) и (4) и сжимают давлением. Затем подают ток, в результате чего металл в месте контакта расплавляется. После образования сварной точки подача тока прекращается и давление снимается. При односторонней сварке электроды располагают с одной стороны свариваемых листов (1) и (2), а с другой стороны подкладывают токопроводящие шины (5).
Рис. 7.12. Принципиальная схема точечной сварки
На рис. 7.14 показана циклограмма точечной сварки. Цикл состоит из таких стадий: сжатие свариваемых заготовок между электродами; включение тока и разогрев в месте контакта до температуры плавления; выключение тока; для улучшения структуры сварной точки увеличение сжатия; снятие сжатия.
Шов при точечной сварке негерметичный. Точечная сварка широко применяется в автомобилестроении для сварки кузовов.
Точечную сварку применяют для изделий из низкоуглеродистых, углеродистых, низколегированных, высоколегированных сталей, алюминиевых сплавов. В автомобильной промышленности применяют для точечной сварки, как правило, машины, производительность которых очень высока.
В грузовом автомобиле насчитывается 7-8 тысяч сварных точек, а в легковом - до 15-18 тысяч.