Контактная сварка - Определение
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 15:55
- Просмотров: 27114
КОНТАКТНАЯ СВАРКА
Контактная сварка - это процесс образования соединения в результате нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.
Родоначальник контактной сварки - английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин), который в 1856 г. впервые применил стыковую сварку. В 1877 г. в США Элиху Томсон самостоятельно разработал стыковую сварку и внедрил ее в промышленность. В том же 1877 г. в России Н.Н.Бенардос предложил способы контактной точечной и шовной (роликовой) сварки. На промышленную основу в России контактная сварка была поставлена в 1936 г. после освоения серийного выпуска контактных сварочных машин. С помощью контактной сварки изготавливают до 90 % конструкций, свариваемых давлением, и около 50 % всех сварных конструкций. Это объясняется преимуществами контактной сварки перед другими способами: высокой производительностью (время сварки одной точки или стыка составляет 0,02... 1,0 с), малым расходом вспомогательных материалов (воды, воздуха), высоким качеством и надежностью сварных соединений при небольшом числе управляемых параметров режима, что снижает требования к квалификации сварщика. Это экологически чистый процесс, легко поддающийся механизации и автоматизации.
Недостатки контактной сварки: относительная сложность оборудования, трудность неразрушающего контроля сварных соединений.
СПОСОБЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
Основные способы контактной сварки - это точечная, шовная (роликовая) и стыковая сварка. При точечной сварке детали соединяются на отдельных участках их соприкосновения - точках (рис. 144, а). Детали собирают внахлестку, сжимают между электродами из медных сплавов, подключенными ко вторичной обмотке сварочного трансформатора, и пропускают через место сварки короткий импульс тока /св. В контакте между деталями металл расплавляется, образуется ядро сварной точки. Под действием сжимающего усилия происходит пластическая деформация металла, по периметру ядра образуется уплотняющий поясок, предохраняющий ядро от окисления и от выплеска. Шовная сварка происходит так же, как и точечная. Разница между ними в том, что при шовной сварке детали зажимаются между электродами-роликами (рис. 144, б), которые в процессе сварки вращаются, перемещая свариваемые детали. Импульсы сварочного тока следуют один за другим с установленной паузой между ними. Совокупность многих точек, взаимно перекрывающих друг друга, образует сплошной сварной шов.
Точечную и шовную сварку можно производить и с односторонним подводом сварочного тока, устанавливая оба электрода с одной стороны детали. С обратной стороны устанавливают медную подкладку. Сваривают одновременно две точки или два шва. Применяют одностороннюю сварку при затрудненном доступе к обратной стороне детали и для повышения производительности труда. Разновидность точечной сварки - рельефная сварка. Для ее выполнения на одной из деталей штампуют выступ-рельеф. На рельеф укладывают вторую деталь и производят сварку. Это обеспечивает более концентрированный нагрев в зоне контакта деталей. При образовании сварного ядра рельеф сминается. Рельеф можно выполнять в виде длинного бугорка-валика. Тогда можно выполнять рельефную роликовую сварку. Точечной сваркой выполняют только нахлесточные соединения, роликовой, кроме нахлесточного, можно сваривать и стыковые. Для этого на стык листовых деталей накладывают с обеих сторон полоски тонкой (0,3...0,5 мм) фольги из материала свариваемых деталей и сваривают стык с полным проплавлением его толщины.
При стыковой сварке (рис. 144, в) соединяют прутки, профильный прокат, трубы по всей площади их торцов. Детали зажимают в электродах-губках, затем прижимают друг к другу соединяемыми поверхностями и пропускают сварочный ток. Различают стыковую сварку сопротивлением и оплавлением.
При сварке сопротивлением детали прижимают с большим усилием (2...5 кгс/мм2). Сварочный ток нагревает детали до температуры 0,8...0,9 от температуры плавления. В стыке происходит пластическая деформация, соединение образуется без расплавления металла. Этим способом не всегда удается обеспечить равномерный нагрев деталей большого сечения по всей площади и достаточно полно удалить из стыка деталей окисные пленки. Поэтому стыковую сварку сопротивлением применяют только для соединения деталей малого сечения (до 200...300 мм2): проволок, труб, стержней из малоуглеродистых сталей.
При сварке оплавлением детали прижимают друг к другу очень малым усилием при включенном сварочном трансформаторе. Отдельные контакты поверхностей мгновенно оплавляются, возникают новые контакты, которые оплавляются тоже. Под действием электродинамических сил жидкие прослойки металла оплавленных контактов вместе с окислами и загрязнениями выбрасываются из стыка деталей. Поверхности постепенно оплавляются, после чего усилие сжатия резко увеличивают - происходит осадка. При этом в течение 0,1 с через стык еще пропускают ток. Жидкий металл вместе с оставшимися окислами вытесняется из зоны стыка в грат - соединение образуется между твердыми, но пластичными поверхностями. При сварке оплавлением химически активных металлов зону соединения защищают инертными газами.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
Машины для контактной сварки бывают стационарными, передвижными и подвесными (сварочные клещи). По роду тока в сварочном контуре могут быть машины переменного или постоянного тока от импульса тока, выпрямленного в первичной цепи сварочного трансформатора или от разряда конденсатора. По способу сварки различают машины для точечной, рельефной, шовной и стыковой сварки.
Машины для точечной сварки типа МТ отличаются большим разнообразием мощности (от 14 до 1000 кВ-А), усилия сжатия (100...20 000 кгс) и силы сварочного тока (6...30 кА). Их максимальная производительность 250 точек в минуту.
Машины для рельефной сварки (сварочные прессы) отличаются от точечных машин наличием контактных плит вместо электродов и меньшей длиной вылета консолей, на которых эти плиты установлены. В среднем эти машины имеют мощность и усилие сжатия больше, чем точечные машины, так как по рельефам можно сваривать одновременно несколько точек.
Машины для шовной сварки типа МШ переменного тока и типа МШВ с выпрямлением тока во вторичном контуре отличаются более жесткой станиной и более высоким сварочным током (16... 120 кА). Скорость сварки обеспечивается в пределах 0,1...4,8 м/мин.
Машины для стыковой сварки типов МС, МСС, МСР, МСО отличаются большим разнообразием конструктивного выполнения и назначения. Мощность их может быть от 3 до 450 кВ-А, они способны сваривать детали сечением от 10 до 70 000 мм2. Особую группу составляют машины для стыковой сварки рельсов, обечаек и трубосварочные агрегаты типа "Север", применяемые при монтаже магистральных трубопроводов. Мощность этих машин достигает 1000 кВ-А при усилии сжатия до 12 000 кгс.
Любая машина для контактной сварки состоит из электрической и механической частей, пневмо-или гидросистемы и системы водяного охлаждения (рис. 145).
Электрическая часть включает в себя силовой сварочный трансформатор 1 с переключателем ступеней 2 его первичной обмотки, с помощью которого регулируют вторичное напряжение, вторичный сварочный контур 3 для подвода сварочного тока к деталям, прерыватель 4 первичной цепи сварочного трансформатора 1 и регулятор 5 цикла сварки, обеспечивающий заданную последовательность операций цикла и регулировку параметров режима сварки.
Механическая часть состоит из привода сжатия 6 точечных и шовных машин, привода 7 зажатия деталей и привода 8 осадки деталей стыковых машин. Шовные машины снабжены приводом 9 вращения роликов.
Пневмогидравлическая система состоит из аппаратуры 10 подготовки (фильтры, лубрикаторы, которые смазывают движущиеся части), регулирования (редукторы, манометры, дросселирующие клапаны) и подвода воздуха к приводу б (электропневматические клапаны, запорные вентили, краны, штуцера).
Система водяного охлаждения включает в себя штуцера разводящей и приемной гребенок, охлаждаемые водой полости в трансформаторе 1 и вторичном контуре 3, разводящие шланги, запорные вентили и гидравлические реле, отключающие машину, если вода отсутствует или ее мало.
Все машины снабжены органом включения 11. У точечных и шов
ных машин это ножная педаль с контактами, у стыковых - это комплект кнопок. С органов управления поступают команды на сжатие электродов или зажатие деталей, на включение и отключение сварочного тока, на вращение роликов, на включение регулятора цикла сварки. Эти команды отрабатываются соответствующими блоками машины, обеспечивая выполнение операций цикла сварки.
Кроме универсальных применяются специальные машины, приспособленные для сварки конкретных конструкций и типоразмеров изделий. Примером могут служить машины для контактной точечной сварки кузовов автомобилей, встроенные в автоматические линии, машины для стыковой сварки оплавлением продольных швов труб в прокатном производстве.
Комментарии
С уважением,
Иванов Владимир Иванович
ООО "Икар Лтд"
тел.:(843)562-01-02(доб.325)
г.Казань
RSS лента комментариев этой записи