Оглавление

Электрическая контактная сварка 2

Стыковая сварка 4

Точечная сварка 9

Шовная(роликовая) сварка 13

Выводы 14

Список литературы: 17

Электрическая контактная сварка

Электрическая контактная сварка на сегодняшний день занимает значительную производственную нишу, будучи весьма востребованным видом сварочных технологий. Будучи изобретённой почти сто лет тому назад, электрическая контактная сварка не только не потеряла своих приоритетов в сварочном деле, но в эпоху развития компьютерных технологий приумножила и развила новые, более совершенные технологии, активно внедряясь в массовое и серийное производство разнообразных изделий однотипного формата.

В базовой основе принципов электрической контактной сварки лежит давление, помноженное на тепло. Сначала свариваемые детали разогреваются, а потом сдавливаются осадочным устройством.

Электрическая контактная сварка требует электротока большой силы, потому что для подобного способа сварки необходимо, чтобы кромки свариваемых деталей были разогреты либо до расплавления, либо до весьма пластичного состояния.

За счёт большого электротока метод электрической контактной сварки обеспечивает большой разогрев металла, как в месте контакта свариваемых кромок, так и во всем массиве прилегаемого металла.

Поскольку в процессе разогрева металла изделия весомую роль играет электросопротивление металла в зоне сварки, такой способ электрической контактной сварки называют сваркой сопротивлением.

Электрическая контактная сварка делится на несколько видов. На практике электрическую контактную сварку различают по форме соединения сварочных кромок.

Основные формы электрической контактной сварки — это стыковая сварка, точечная сварка и сварка шовная или роликовая.

Стыковая сварка

Технология стыковой сварки заключается в следующем. Металлические детали, которые необходимо сварить закрепляются в специальных зажимах аппарата контактной сварки. Эти зажимы-контакты гибкими проводниками-шинами соединены с рабочим трансформатором аппарата, точнее, с его вторичной обмоткой. Кромки свариваемой детали прижимаются, как прессом, друг к другу, на стык подаётся сильный ток, металл в месте стыка «плывёт» и дожимается «прессом», после чего возникает неразъёмное стыковое соединение двух разрозненных половинок. Если в процессе сварки место стыка совершенно приходит в расплавленное, жидкое состояние, можно говорить, что получается неразъёмное стыковое соединение по технологии оплавления.

Свариваемые заготовки 3, закрепленные в зажимах (электродах) 2 стыковой машины, сжимаются осевой силой Р. Электроды подключены к сварочному трансформатору 5, при включении которого через заготовки протекает сварочный ток. Он нагревает заготовки, причем наибольшее количество теплоты выделяется в месте контакта 6 (отсюда название способа) между заготовками, так как сопротивление контакта является наибольшим во вторичной цепи и вот почему: действительное сечение контакта значительно меньше сечения заготовок за счет касания заготовок только по выступам поверхностей; на поверхности металла имеются пленки оксидов и загрязнений с малой электропроводимостью.

Рисунок 1. Схема контактной стыковой сварки

1 неподвижная плита; 2 зажимы (электроды); 3 заготовки; 4 подвижная плита; 5 сварочный трансформатор; 6 контакт

Количество выделяемой теплоты Q, Дж определяется законом Джоуля-Ленца: Q = I2Rt

где I - сварочный ток, A; R - сопротивление контакта, Ом; t - время протекания тока, с.

Анализ этой формулы показывает, что эффективный нагрев места сварки может быть получен при больших значениях сварочного тока, так как оно входит в выражение во второй степени. Сварочный ток при контактной сварке может достигать тысяч и даже десятков тысяч ампер.

Нагрев металла приводит к повышению его пластичности . В результате под действием осевой силы происходит пластическая деформация. Микронеровности поверхности сминаются, пленки разрушаются, поверхностные атомы сближаются до расстояний, соизмеримых с параметром кристаллической решетки, что обеспечивает возможность образования межатомных связей.

Существуют два вида стыковой контактной сварки:

сварка сопротивлением;

сварка оплавлением.

Контактная сварка осуществляется без расплавления и с расплавлением металла. Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния называют сваркой сопротивлением, стыковую сварку с разогревом стыка до оплавления - сваркой оплавлением. Различие этих способов может быть объяснено с использованием циклограмм процессов, которые представляют собой графическое изображение изменения во времени параметров процесса сварки.

При сварке сопротивлением заготовки сначала сжимают усилием, обеспечивающим образование физического контакта свариваемых поверхностей, а затем пропускают сварочный ток. После разогрева места сварки происходит осадка и образуется соединение в твердой фазе. Для обеспечения равномерного нагрева по всему сечению поверхности заготовок тщательно готовят. Необходимость обеспечения равномерного нагрева ограничивает возможность применения сварки сопротивлением только для деталей небольшого (площадью до 200 мм2) и простого сечения (круг, квадрат).

Рисунок 2. Циклограммы контактной стыковой сварки

I - сварочный ток; Р - усилие сжатия; S - перемещение подвижной плиты; t - время сварки; а - сопротивлением; б - оплавлением;

Сущность сварки оплавлением (рисунок 2,б) заключается в том, что свариваемые заготовки сближают при включенном сварочном трансформаторе. Касание поверхностей происходит по отдельным выступам. Ввиду того, что площадь образовавшихся контактов очень небольшая, плотность тока, протекающего через эти контакты, настолько велика, что происходит мгновенное оплавление металла с образованием жидких перемычек, которые под действием паров металла разрушаются. Часть металла в виде искр выбрасывается из стыка. Вместе с жидким металлом выбрасываются загрязнения, которые присутствуют на поверхности заготовок. Продолжающееся сближение заготовок приводит к образованию новых перемычек и их оплавлению. Непрерывное образование и разрушение контактов-перемычек между торцами приводит к образованию на торцах слоя жидкого металла. После оплавления торцов по всей поверхности осуществляют осадку. При осадке жидкий металл из стыка выдавливается наружу и, затвердевая, образует грат. Обычно грат удаляют в горячем состоянии. Сварка оплавлением может быть прерывистая и непрерывная. При прерывистом оплавлении заготовки под током приводят в соприкосновение и вновь разводят. Образующийся при разведении электрический разряд между торцами заготовок оплавляет торцы. После нескольких повторных замыканий на торцах образуется слой жидкого металла. При включении механизма осадки жидкий металл выдавливается из стыка, торцы приходят в соприкосновение и образуется сварное соединение.

Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением: торцы заготовок перед сваркой не требуют тщательной подготовки, можно сваривать заготовки с сечением сложной формы и большой площадью, а также разнородные металлы. Стыковую сварку оплавлением применяют для соединения заготовок сечением до 100 000 мм2. Типичными изделиями являются элементы трубчатых конструкций, колеса, кольца, рельсы, железобетонная арматура, листы, трубы.