4. Термитная сварка

Осуществляется за счёт тепловой энергии, выделяемой при обменной реакции компонентов термита – смеси оксидов железа (~ 80 %) и измельчённого алюминия (~ 20 %) :

Схема процесса термитной сварки:

3Fe₃O₄ + 8AI = 4AL₂O₃ + 9Fe +Q₁

Fe₂O₃ + 2AI + AI₂O₃ + 2Fe +Q₂

Где Q₁ ~= 3344 кДж/кг. Термит загружается в специальный тигель, сообщающийся с формой, облегающей свариваемый стык (рельсов, стальных приводов, гребных валов судов и других изделий), и поджигается за счёт магниевого или электрического запала. В результате горения подогретый металл затекает в стык, а образовавшийся шлак выпускают в специальный сосуд – приставку.

Кроме варианта термитной сварки плавлением, в некоторых случаях используют вариант сварки давлением, отличающийся тем, что разогретые и оплавленные шлаком кромки соединяемых деталей сдавливают специальным приспособлением.

5. Механическая сварка (сварка трением).

Основана на использовании для нагрева соединяемых деталей превращения механической энергии трения в кинетическую.

Способ применяется для соединения стержневых деталей, труб небольшого диаметра и других подобных изделий. Сварка выполняется на специальных машинах, в зажимах которых закрепляют свариваемые детали. Одна из деталей остаётся неподвижной, а другая приводится во вращение и торцом с определённым усилием прижимается к торцу неподвижной детали.

Частота вращения детали составляет 500-1500 мин^-1 . Вследствие трения торцы деталей быстро разогреваются и через относительно короткое время происходит их оплавление, автоматически выключается фрикционная муфта, прекращая вращение шпинделя; затем производится осевая осадка деталей.

Способ весьма экономичен и обладает высоким К.П.Д. Потребляемая мощность составляет 15-20 Вт/мм², а затраты электроэнергии в 7-10 раз меньше, чем при контактной стыковой сварке.

Способ позволяет сваривать не только однородные, но и разнородные металлы (например, алюминий с медью, алюминий со сталью, медь со сталью и т.д.). Особенно эффективна сварка заготовок металлорежущего инструмента: свёрл, метчиков, резцов и другого инструмента из углеродистой и быстрорежущей стали.

3. Контактная сварка, преимущества и недостатки,

целесообразность выбора

Контактная сварка относится термомеханическому классу сварок. К достоинствам контактной сварки можно отнести:

1. Возможность соединения тонких листовых и легкоплавких материалов.

2. Возможность сваривать детали различной толщины.

3. Быстрота образования точки шва, это уменьшает время воздействия на другие элементы конструкции.

4. Большая точность шва.

5. Полная автоматизация процесса сварки.

К недостаткам:

1. Использование токов большой мощности.

2. Давление в месте образования шва может привести к разрушению элементов устройства.

3. Сварка относительно тонких и листовых материалов.

4. Необходимость предварительной очистки места пайки, и необходимость точной подгонки соединяемых деталей.

Классификация контактной сварки.

1. Точечная контактная сварка — контактная сварка, при которой соединение деталей происходит на участ­ках, ограниченных площадью торцов электродов, подводящих ток и передающих усилие сжатия Р.

При точечной сварке детали обычно располагают на нижнем электроде . После опускания верхнего электрода и сжатия деталей усилием Р по цепи пропускают ток, нагре­вающий детали до плавления на небольших контактируемых участках, называемых точками . Затем верхний электрод поднимают и детали перемещают в новое положение.

2. Шовная контактная сварка— контактная сварка, при которой соединение деталей выполняется внах­лестку вращающимися дисковыми электродами с образовани­ем непрерывного или прерывистого шва.

При шовной сварке соединение состоит из ряда точек, образующих сварной шов, а электроды - ролики перемещают детали или катятся по ним. Если расстояние между точками за счет удлинения пауз между импульсами тока увеличить, то вращающимися электродами можно получить производительную точечную сварку.

3. Стыковая контактная сварка — контакт­ная сварка, при которой соединение свариваемых деталей про­исходит по поверхности стыкуемых торцов.

При стыковой сварке зажатые электродами-губками уси­лием P_заж детали соединяются по всей поверхности их контакта при осадке усилием P_C после местного нагрева соединяемых концов . Усилие P_заж обычно значительно больше P_C. После сварки деталь имеет в стыке грат, кото­рый часто удаляется механической обработкой.

4. Рельефная сварка- контактная сварка, при кото­рой соединение деталей происходит на отдельных участках по заранее подготовленным или естественным выступам.

При рельефной сварке детали контактируют по выступам-рельефам и сжимаются между электродом и контактной плитой с электродными вставками или без них. Рельефная сварка может осуществляться по одному или не­скольким рельефам одновременно.

5. Шовно-стыковая сварка — контактная сварка, при которой стыковой шов образуется последовательным нагревом и сжатием соединяемых кромок. При шовно-стыковой сварке зажатые в приспособлениях или прихваченные детали сжимаются одним или двумя вращающимися дисковыми электродами. Соединение формируется при деформации концов деталей и почти полном устранении на­хлестки.

При всех видах контактной сварки сваренную деталь или узел освобождают от электродов при выключенном токе. В целях свободного перемещения одного из электродов контур имеет гибкую перемычку ГП. Электрод­ная головка ЭГ в зависимости от способа сварки, формы дета­лей и технологических приемов может иметь разное конструк­тивное исполнение.

Для каждого вида сварки создана серия универсальных и специальных машин. Технические требования к контактным машинам изложена в ГОСТ 297 - 80.