4.4Контактная стыковая сварка

Контактная стыковая сварка широко применяется для изготовления сложных деталей из простых заготовок (узлов шасси летательных аппаратов, тяг, валов, кожухов, карданных валов), для изготовления деталей замкнутой формы (шпангоутов, колец жесткости реактивных двигателей, обводов колес, звеньев цепей), для изготовления длинномерных изделий (трубопроводов, железнодорожных рельсов, заготовок в условиях непрерывной прокатки и т.д.), для изготовления составных режущих инструментов с целью их удешевления (например, сверл с рабочей частью из высоколегированной стали и хвостовиков из конструкционной стали). Схема стыковой сварки показана на рис. 12.14.

Рис. 12.14. Схема стыковой сварки: 1 – свариваемые детали; 2 – зажимные губки; Т – сварочный трансформатор; S – контактор.

Существует два основных способа стыковой сварки: сопротивлением и оплавлением.

4.4.1Стыковая сварка сопротивлением

Сварка сопротивлением производится в такой последовательности: предварительное сжатие деталей усилием Р; включение тока и разогрев деталей в зоне стыка до температуры пластического состояния металла, пластическое деформирование деталей в зоне сварки на величину осадки; выключение тока.

Основными параметрами сварки сопротивлением являются: усилие сжатия деталей Р, сварочный ток I_св, время сварки t_св, установочная длина деталей (расстояние между торцами зажимных губок перед началом сварки), величина осадки деталей .

На практике рекомендуются определенные соотношения между I_св и t_св. С уменьшением сечения детали применяют режимы с большей плотностью тока и меньшим t_св. Чрезмерное увеличение плотности тока может привести к выплеску, уменьшение t_св увеличивает неравномерность нагрева, увеличение t_св - усиливает окислительные процессы на торцах деталей.

Усилие сжатия Р должно обеспечить надежный металлический контакт по всему стыку деталей. Величина Р определяет начало процесса осадки зоны сварки. Так, с увеличением Р осадка начинается раньше при меньшей температуре нагрева зоны сварки. При выборе установочной длины учитывают устойчивость деталей при осадке и теплоотвод в зажимные губки. Для деталей диаметром d .

Сварка сопротивлением применяется в основном для деталей с небольшим сечением (не более 250 мм²) из материалов с относительно низкой электропроводностью и не образующих при нагреве тугоплавких окисных плиток. При деформировании деталей окисные пленки загрязнение из стыка деталей не выдавливаются, поэтому требуется тщательная зачистка и подгонка торцов деталей.

4.4.2Стыковая сварка оплавлением

Сваркой оплавлением можно сваривать различные материалы, в том числе высоколегированные стали, титановые, алюминиевые, медные сплавы.

Сварка оплавлением производится в такой последовательности: подача напряжения на свариваемые детали; сближение деталей до образования контакта между деталями; оплавление деталей на заданную величину припуска оплавления; выключение тока и деформирование деталей на величину припуска осадки. В процессе оплавления детали сближаются со скоростью плавления, при этом на их торце происходит образование и расплавление перемычек контактов с интенсивным выбросом частиц расплавленного металла. На торцах деталей формируется слой расплавленного металла, который при осадке выдавливается из стыка вместе с окисной пленкой и загрязнениями.

Основными параметрами режима сварки оплавлением являются: установочная длина деталей , ток оплавления , скорость оплавления , припуск на оплавление , усилие осадки Р, припуск на осадку . Припуск выбирают из условия получения равномерного нагрева деталей по сечению, оптимального распределения температуры в деталях и образования слоя расплавленного металла на их торцах. Обычно составляет 0.7…0.8 общего припуска на сварку.

Припуск на осадку выбирают из условия удаления перегретого металла и окислов из стыка. Для сварки деталей с большим сечением (5000…10000 мм²) применяют сварку оплавлением предварительным подогревом сопротивлением. Высокой эффективностью обладает способ стыковой сварки импульсным оплавлением, который позволяет сваривать стальные заготовки с сечением до 100000 мм², а также получать качественные соединения из трудносвариваемых материалов. При импульсном оплавлении на жестких режимах потребляемая мощность в 2…3 раза меньше, чем при обычном оплавлении, а припуск в 3…4 раза ниже, чем при сварке с подогревом. В этом случае при сварке большого сечения потребляемая мощность меньше в 5…8 раз, а длительность сварки – в 2 раза.