НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Машиностроительные технологические комплексы»

Контактная сварка

Ч.1

Нижний Новгород

Содержание

стр

1. Введение 2. Классификация контактной сварки 3. Образование сварных соединений 4. Нагрев металла сварочным током 5. Электрическое сопротивление контакта 6. Общее сопротивление в зоне сварки 7. Тепловой баланс при контактной сварке 8. Нагрев деталей при стыковой сварке 9. Плавление и кристаллизация металла при точечной, рельефной и шовной сварке 10. Термопластические деформации при точечной, рельефной и шовной сварке 11. Процесс оплавления при стыковой сварке 12. Околошовная зона при стыковой сварке 13. Термопластические деформации при стыковой сварке 14. Свариваемость различных металлов и сплавов

3 5 10 12 14 16 18 22 23 26 27 29

1 ВВЕДЕНИЕ

Контактная сварка - термомеханический (ТМ) процесс образования неразъемного соединения металлов вследствие сцепления их атомов, при котором локальный нагрев свариваемых деталей протекающим электрическим током в зоне соединения сопровождается пластической деформацией, развивающейся под действием сжимающего усилия.

Межатомные связи при контактной сварке различными способами возникают в твердой фазе или через жидкую прослойку расплавленного металла и сохраняются после охлаждения и кристаллизации. Соединения при этом образуются в условиях сложных быстро меняющихся электрических и температурных полей при высоких скоростях нагрева (более 10000 ^оС/с) и пластических деформаций. Термин «контактная сварка» подчеркивает существование и определенное значение для нагрева контактных (переходных) сопротивлений.

Основные способы контактной сварки разработаны в конце XIX столетия. В 1877 г. в США Э. Томсон предложил стыковую сварку сопротивлением. В 1887 г. русский изобретатель Н. Н. Бенардос запатентовал способы точечной и позднее шовной контактной сварки между угольными электродами. Позднее эти способы, усовершенствованные применением электродов из меди и ее сплавов, стали наиболее широко распространенными способами контактной сварки.

Особенность контактной сварки - значительная скорость нагрева, для чего необходимы сварочные машины большой электрической мощности. Развитие контактной сварки в значительной степени зависит от развития электротехнического машиностроения. Современная машина для контактной сварки представляет собой сложный агрегат, сочетающий механические, пневматические, электротехнические и электронно-ионные узлы и аппаратуру.

В настоящий момент промышленность выпускает универсальное и специализированное оборудование различного назначения, которое может использоваться для сварки легированных сталей и сплавов. Созданы мощные машины для рельефной, шовной и стыковой сварки.

Контактная сварка - самый распространенный механизированный способ сварки. Контактную сварку используют для сварки широкой номенклатуры сталей, различных алюминиевых и магниевых сплавов и сплавов на основе других металлов. Область применения контактной сварки очень широкая:

1. Автомобилестроение. Контактная сварка - основной способ соединения тонколистовых штампованных конструкций. Кузов современного легкового автомобиля сварен более чем в 10 тыс. точках [1].

2. Самолетостроение. При производстве современных авиационных лайнеров число сварных точек уже достигает нескольких миллионов.

3. Железнодорожный транспорт. Современный железнодорожный пассажирский вагон - цельносварная конструкция, сваренная в 30 тыс. точках. Стыки железнодорожных рельсов на основных магистралях сваривают стыковой контактной сваркой.

4. Стыковая сварка поперечных швов магистральных трубопроводов различного назначения на мощных стыковых машинах.

5. В строительной индустрии контактную сварку применяют для сварки арматурной сетки.

6. В радиотехнической и электронной промышленности и приборостроении широко распространена контактная микросварка.

Контактная сварка характеризуется высокой производительностью, позволяет уменьшать остаточные деформации, в ряде случаев снижает расход энергии, не требует применения присадочных материалов и флюсов. Кроме того, отсутствует необходимость в специальных вентиляционных устройствах. Контактные машины можно размещать в производственных потоках вместе с оборудованием другого типа, они имеют высокий уровень механизации и автоматизации.