Вопрос 3

Изобразите схему и опишите сущность контактной стыковой сварки сопротивлением. Начертите и опишите циклограмму процесса стыковой сварки сопротивлением. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.

При электрической контактной сварке нагрев осуществляется пропусканием электрического тока достаточной силы через место сварки, оказывающее омическое сопротивление прохождению электрического тока. Детали, нагретые электрическим током до расплавления или пластического состояния, механически сдавливают или осаживают, что обеспечивает взаимодействие атомов металлов.

Количество тепла, выделяемого в зоне сварки, определяется по формуле Ленца-Джоуля:

Q=0.24I²Rt

Q – количество тепла;

I – сила сварочного тока;

R – общее сопротивление зоны сварки;

t – время нагревания.

Выделение тепловой энергии в месте контакта заготовок объясняется высоким сопротивлением в зоне сварки, которое состоит из контактного сопротивления между заготовками, сопротивления самих заготовок и и сопротивления между электродами и заготовками.

Контактная сварка относится к группе сварки давлением.

Контактная сварка является одним из высокопроиводительных способов сварки; она легко поддается механизации и автоматизации, вследствие чего ее широко применяют в машиностроении и строительстве.

По форме выполняемых соединений различают три основных вида контактной сварки; стыковую, точечную и шовную или роликовую.

Стыковая сварка.

Стыковая контактная сварка имеет две основные разновидности: сварка без оплавления, иногда называемая сваркой сопротивлением, и сварка оплавлением. Сварка сопротивлением состоит в следующем: детали, зажатые в машине, доводят до соприкосновения и сжимают под небольшим давлением, обеспечивающим удовлетворительный контакт свариваемых поверхностей. Затем включают сварочный ток, который разогревает металл изделия, в особенности зону, прилегающую к контакту, так как здесь имеется значительное переходное сопротивление контакта. Сварщик наблюдает за разогревом металла и после нагрева до ярко-белого каления (для низкоуглеродистой стали), производит осадку, одновременно выключая сварочный ток прерывателем. Место сварки имеет значительное усиление вследствие высадки металла.

Сварка без оплавления пригодна и дает хорошие результаты для металлов, обладающих хорошей свариваемостью в пластическом состоянии, как, например, низкоуглеродистой стали. Металл соединяемых деталей должен быть однородным.

Сечение участка сварки должно быть простым, компактным, с небольшим отношением периметра к сечению. Такими сечениями являются, например, круг, квадрат, прямоугольник с малым отношением сторон. Сечения с более развитым периметром — тонкая полоса, тонкостенная труба, угольник, двутавр, рельс и т. п. — малопригодны для сварки без оплавления, так как при этом трудно обеспечить необходимое равномерное распределение тока по площади сечения. В подобных случаях применяется стыковая сварка оплавлением.

Рисунок 1 - Схема стыковой сварки сопротивлением

1- свариваемый металл, 2 – токоподводящие электроды, 3 – трансформатор.

На основании вышеизложенного вычерчиваем циклограмму процесса стыковой сварки сопротивлением.

Рисунок 2 - Циклограмма процесса стыковой сварки сопротивлением.

S – перемещение роликов, I – сила сварочного тока, Р - давление

Дефекты сварки:

Для получения качественного стыкового соединения необходимо нагреть заготовки по всему сечению в прилегающих к стыку зонах; обеспечить возможность одинаковой пластической деформации обеих заготовок; предотвратить или. свести до минимума окисление металла на торцах в процессе нагрева; обеспечить условия для свободного удаления окислов из стыка• Выполнение этих требований возможно при надлежащей подготовке деталей к сварке и правильно выбранных способе и режиме сварки.

1. При заниженной установочной длине детали прогреваются недостаточно, так как тепло интенсивно отводится в губки. Завышение ее сопровождается перегревом деталей и увеличением длины деформируемого участка. Кроме того, возможны перекосы или несоосность торцов вследствие потери устойчивости.

2. Если осадка недостаточна, в стыке остаются окислы и раковины, наблюдаются непроваренные участки. При завышении величины осадки качество стыков также понижается вследствие искривления волокон и перегрева металла.

3. Время прохождения тока через заготовки.

Завышенное время нагрева является одной из причин возникновения окислов в стыке и образования малопластичной перегретой структуры металла.