2.3. Основные способы контактной сварки

Существуют следующие способы контактной сварки: точечная, шовная (роликовая) и стыковая.

Точечная сварка – свариваемые детали 1 (рис. 2.1) собирают внахлест и зажимают усилием между двумя электродами 2, подводящими ток большой силы (до нескольких десятков кА) к месту сварки от источника электрической энергии 3 невысокого напряжения (обычно 3-8 В). Детали нагреваются кратковременным (0,01-0,5с) импульсом тока до появления расплавленного металла в зоне контакта 4.

Рис. 2.1. Схема точечной сварки

Нагрев сопровождается пластической деформацией металла и образованием уплотняющего пояска 5, предохраняющего жидкий металл от выплеска и от взаимодействия с воздухом. Теплота, используемая при сварке, зависит от сопротивления между электродами и выделяется при прохождении тока непосредственно в деталях, контактах между ними и контактах деталей с электродами.

Сопротивления самих электродов должны быть незначительны, так как выделяющаяся в них теплота не участвует в процессе сварки.

Поэтому сечение электродов должно быть относительно большим, а материал электродов – обладать большой электро- и теплопроводностью. Электроды для точечной сварки изготовляют из меди и ее сплавов.

Точечная контактная сварка осуществляется током, продолжительность импульса которого может меняться от долей секунды до нескольких секунд. Поэтому включение должно производиться выключателем, управляемым программным регулятором времени. Применяются в основном игнитронные и тиристорные выключатели. Электромагнитные контакторы на большие токи не удовлетворяют требованиям надежности, частоте включения и точности дозирования энергии.

Схема игнитронного выключателя показана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схема игнитронного выключателя

В схеме с игнитронным выключателем (рис. 2.2) питание от сварочного трансформатора ТС проходит через два игнитрона И1 и И2, включенных по встречно-параллельной схеме между собой и последовательно с первичной обмоткой сварочного трансформатора. Игнитроны имеют зажигательные электроды, контактирующие с ртутным катодом игнитрона. Выключатель включается контактами К1 реле при условии, что замкнут контакт гидрореле К, контролирующий наличие охлаждения игнитронов.

Работа тиристорного выключателя аналогична работе игнитронного выключателя.

Рис. 2.3. Схема тиристорного выключателя

Тиристорный выключатель (рис. 2.3) содержит два тиристора VS1 и VS2, которые встречно-параллельны друг другу. Когда контакт реле К1 разомкнут, тиристоры закрыты и сварочный трансформатор обесточен.

При замкнутом контакте К1 каждый из тиристоров проводит ток только в течение положительного полупериода напряжения на его аноде. Если положителен верхний (по схеме) провод источника питания, то ток пройдет через тиристор VS1, поскольку на его анод и управляющий электрод подается положительное напряжение (напряжение на управляющий электрод поступает через первичную обмотку сварочного трансформатора, диод VD2, резисторы R1 и R2 и контакт реле K1).

В следующий полупериод становится положительным нижний провод источника и начинает проводить ток тиристор VS2, на который управляющее напряжение поступает через диод VD3, замкнутый контакт реле К1 и резисторы R1 и R2. Поочередное выключение тиристоров происходит автоматически в конце каждого положительного полупериода анодного напряжения.

Резистор R2 предназначен для регулировки угла отпирания тиристоров, и соответственно для регулировки силы сварочного тока. Таким образом, в цепи сварочного трансформатора проходит переменный ток синусоидальной формы, а напряжение на нагрузке в течение каждого полупериода равно напряжению сети, за вычетом падения напряжения на открытом тиристоре.

При размыкании контакта К1 тиристоры выключаются и трансформатор ТС обесточивается.

Тиристорный выключатель (рис. 2.3) имеет ряд преимуществ по сравнению с игнитронным выключателем:

– малое падение напряжения в проводящем состоянии;

– высокая скорость переключения;

– простота управления;

– небольшие габариты при значительной пропускаемой мощности.