3.11 Точечная контактная сварка
Точечная контактная сварка – контактная сварка, при которой сварное соединение получается между торцами электродов, передающих усилие сжатия. При точечной сварке детали устанавливают внахлестку и сжимают усилием Р между двумя медными электродами 2, рис. 3.36.
Рис. 3.36 - Схема точечной контактной сварки, цикл сварки: 1- свариваемые заготовки; 2 – электроды; 3 - ядро сварной точки.
При протекании тока через медные электроды и свариваемые заготовки происходит очень быстрый нагрев металла заготовок, заключенных между электродами. При этом внутренние слои металла нагреваются быстрее наружных. Это объясняется тем, что контактное сопротивление между электродом и деталью R э меньше контактного сопротивления между заготовками Rзаг.. Кроме того, охлаждаемые водой медные электроды интенсивно отводят тепло от места их контакта с заготовкой. Количество теплоты, выделяющееся при сварке, подчиняется закону Джоуля - Ленца.
Нагрев металла (рис. 3.36) в месте контакта деталей 1, зажатых электродами 2, заканчивается образованием ядра 3, металл которого находится в жидко - пластичном состоянии. После этого выключается ток и снимается давление. За время паузы между выключением тока и снятием давления металл ядра затвердевает, образуя точечное сварное соединение.
Для получения соединения высокого качества необходимо, чтобы перед сваркой контактные поверхности заготовок были хорошо очищены и строго соблюдались параметры технологического режима сварки (давление, величина сварочного тока, напряжение, время протекания тока).
3.12 Шовная контактная сварка
Шовная контактная сварка - контактная сварка, при которой соединение свариваемых частей происходит между вращающимися дисковыми электродами, передающими усилие сжатия.
Рис. 3.37 - Схема шовной сварки, цикл сварки
Перед сваркой детали собираются внахлёст между роликами из медного сплава. Один или оба ролика вращаются от специального привода и сжимаются.
Рис. 3.38 - Схема образования шва при шовной сварке
3.13 Технология газовой сварки
Газовая сварка, это сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки.
Газовая сварка характеризуется высокими значениями вводимой в детали удельной энергией, большой зоной теплового влияния и меньшей производительностью, чем дуговая сварка.
Газовую сварку применяют:
при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали; при ремонтной сварке литых изделий из чугуна, бронзы, алюминиевых сплавов; при монтажной сварке стыков трубопроводов малых и средних диаметров (до 100 мм), с толщиной стенки до 5 мм и фасонных частей к ним; при сварке изделий из меди; латуни; свинца; при наплавке латуни и бронзы на детали из стали и чугуна; при наплавке твердых и износостойких сплавов, а также при сварке ковкого и высокопрочного чугуна.
Газовой сваркой можно сваривать почти все металлы, используемые в технике. Чугун, медь, латунь, свинец - легче поддаются газовой сварке, чем дуговой. Простота оборудования, независимость от источника энергоснабжения, позволяют применять этот процесс при ремонтных и монтажных работах. Сталь толщиной выше 6 мм газовой сваркой соединять не экономично.
При сгорании горючих газов или паров горючих жидкостей (керосина или бензина) в смеси с чистым кислородом образуется сварочное пламя. Строение ацетиленокислородного пламени показано на рис. 3.39. Оно характерно также для большинства газокислородных смесей.
В зависимости от соотношения смеси пламя может быть нормальным, науглероживающим (ацетиленистым) и окислительным.
Теоретически нормальное пламя получают тогда, когда на один объем кислорода в горелку подается один объем ацетилена, практически же вследствие некоторой загрязненности кислорода в нормальное пламя образуется при большем содержании кислорода в смеси на 20-30 %. При меньшем содержании кислорода пламя становится науглероживающим, а при большем - окислительным.
Область применения нормального пламени - сварка сталей, меди, бронзы и алюминия. Окислительного пламени – сварка латуни. Науглероживающего - сварка чугуна. Распределение температур в нормальном пламени, рис. 3.39.
Рис. 3.39 - Строение ацетилено – кислородного пламени: 1 - ядро; 2 - восстановительная зона; 3 - факел пламени
В зависимости от угла наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла эффективность передачи тепла сварочным пламенем изменяется, достигая наибольшего значения при угле наклона равном 90°.
Газовую сварку осуществляют левым или правым способом, рис. 3.38. При левом способе горелку перемещают справа налево. Пламя направляют на кромки металла, находящегося непосредственно перед швом, а конец сварочной проволоки держат впереди горелки. При этом способе обеспечивается хороший внешний вид шва, так как пламя не препятствует наблюдению за его формированием.
При правом способе горелку перемещают слева направо, а сварочной проволокой следуют за горелкой. Пламя направляют на шов, благодаря чему обеспечивается медленное его остывание и более высокое качество. Сварочная ванна закрыта пламенем горелки, что затрудняет наблюдение за формированием шва. Этим способом сваривают детали толщиной более 5 мм.
Диаметр сварочной проволоки подбирают в зависимости от способа сварки, так при правом способе сварки - диаметр сварочной проволоки равен половине толщины свариваемых деталей, а при левом способе - половине толщины - плюс 1 мм, но в том и в другом случае диаметр проволоки не более 6 мм.
а б
Рис. 3.40 - Способы газовой сварки: а – левый, сварка минимальных толщин; б – правый, сварка максимальных толщин
Наиболее просто сваривать швы в нижнем положении. Пламя горелки направляют с таким расчетом, чтобы кромки свариваемого металла находились в восстановительной зоне на расстоянии 2- 6 мм от ядра пламени. Конец сварочной проволоки держат также в восстановительной зоне сварочного пламени или в ванне расплавленного металла.
Режим газовой сварки зависит от толщины и физических свойств свариваемого металла и определяется в основном мощностью сварочного пламени и углом наклона мундштука горелки.
В качестве горючих газов используют: ацетилен ( углеводород состава
С2 Н2 ) , пропан – бутан ( получают из естественных нефтяных газов, а также при переработке нефти и нефтепродуктов), сжиженный газ МАФ ( метилацетилен - алленовая фракция).
Самая высокая температура пламени горючих газов с кислородом - 32000 С у ацетилена, 26000 С у пропан - бутана, 29000 С у газа МАФ.