Стыковая сварка

Стыковая сварка является видом контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения.

Стыковую сварку (рис. 1) разделяют на сварку оплавлением и сварку сопротивлением. Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называют сваркой сопротивлением, а при разогреве торцов до оплавления – сваркой оплавлением. При сварке сопротивлением торцы деталей тщательно обрабатывают, детали сводят до соприкосновения и включают ток. После нагрева металла в месте контакта до пластического состояния давление сжатия повышают. Этот способ может быть использован для сварки изделий из стали, меди и латуни с площадью контакта до 1500 – 2000 мм².

Наибольшим распространением пользуется сварка оплавлением. При этом не требуется тщательная подготовка кромок. После включения тока детали сводят до соприкосновения и в местах контактов, благодаря высокой плотности тока, происходит оплавление. При последующих соприкосновениях происходит оплавление всего стыка. Прилегающий к стыку металл нагревается до пластического состояния и в этот момент осуществляется его осадка. В процессе осадки с торцов выдавливается жидкий металл и вместе с ним удаляются окислы и загрязнения с кромок. В результате полного удаления окислов удается получать более стабильные результаты по качеству образующихся соединений.

Различают два вида сварки оплавлением: непрерывным оплавлением и оплавлением с подогревом. Последнюю применяют для деталей, способных резко закаливаться. Предварительный подогрев металла способствует более равномерному нагреву и некоторому снижению скорости его охлаждения (для стали типа 30ХГСА, инструментальной и др.).

При стыковой сварке цветных металлов в основном применяют сварку сопротивлением, причем плотность тока выбирают в несколько раз больше плотности тока, применяемой при сварке стали. Мощность стыковых машин выбирают из расчета 0,12 – 0,15 кВА/мм² сечения свариваемых деталей; при сварке изделий с замкнутым контуром мощность увеличивают в два раза. Напряжение сварочного тока составляет 5 – 15 В; давление, создаваемое при осадке, равно 15 – 50 МН/м² (МПа).

В зависимости от мощности и назначения стыковые машины могут быть ручными и автоматическими

Рисунок 1 – Схема контактной стыковой сварки:

1 – контактная плита; 2 – свариваемые детали; 3 – станина;

4 – трансформатор; 5 – электроды

Точечная сварка

Точечная сварка – это способ получения нахлесточных соединений, при котором детали зажимают между подводящими электродами и сваривают отдельными точками. Электроды делают из медных сплавов, имеющих высокую теплопроводность и электропроводность, сохраняя необходимую прочность при температуре до 400°С. Во время сварки электроды охлаждают водой.

Точечную сварку применяют в нескольких вариантах в зависимости от конструкции изделий.

Для получения точечной сварки детали (рис. 2) помещают между электродами. При нажатии на педаль верхний хобот 1 машины опускается и зажимает детали 2. Через определенное время, необходимое для создания плотного контакта между деталями, включается сварочный ток, который доводит металл между электродами до плавления, а прилегающую к ядру 7 зону 6 до пластического состояния. После кристаллизации расплавленного ядра давление снимается.

Рисунок 2 – Схема точечной контактной сварки:

1 – хобот, 2 – свариваемые детали, 3 – электрододержатель,

4 – трансформатор, 5 – зона термического влияния шва, пластичный слой, 7 – расплавленное ядро

Для повышения производительности труда при массовом производстве применяют многоточечную сварку. Точечная сварка может быть одно- и двусторонней.

Машины для точечной сварки могут быть механизированные и автоматические. В автоматических включение и выключение тока производится при помощи специальных механических электромагнитных или ионных прерывателей.

Машины разделяют на стационарные и переносные. Стационарные машины бывают одно- и многоточечными. Многоточечные машины одновременно сваривают до 50 точек при производительности до 200 точек в минуту.

Мощность точечных машин достигает 600 кВА, плотность тока не менее 120 А/мм², вторичное напряжение 1 – 12 В, давление между электродами 20 – 120 МН/м² (МПа).

Мощность машины определяют по формуле:

N = k s

где s – суммарная толщина листов, мм; k – коэффициент, равный 8 – 25 (зависит от свариваемого материала).

Рельефная сварка по существу представляет собой многоточечную сварку, при которой расположение точек определяется рельефом деталей. На листовых деталях рельефы выштамповывают, а в качестве электродов для подвода тока к деталям и сжатия их используют медные пластины. За один ход машины при небольшой толщине листов можно сваривать до 15 – 20 рельефов. Рельефную сварку используют также для получения Т-образных соединений и сварки вхлест прутков, труб, а также проволоки с листом. Равномерным распределением усилия сжатия и величиной тока достигается одинаковый провар во всех точках. Свариваемые детали после сварки по всей поверхности плотно прилегают друг к другу.