Контактная сварка

Контактная сварка – сварка с применением давления, при которой, используется тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока. Для осуществления контактной сварки кратковременно нагревают место соединения электрическим током с последующей осадкой разогретых заготовок. В процессе осадки пластически деформируются внешние слои заготовок, и формируется сварное соединение. Количество выделяемой теплоты определяется законом Джоуля – Ленца:

Q = I ² Rt,

где:

Q –количество теплоты, выделяемое при прохождении электрического тока по сварочной цепи, в Дж,;

I - сварочный ток;

R - полное омическое сопротивление сварочной цепи;

t – время прохождения тока по сварочной цепи.

В результате высокой плотности тока в зоне контакта металл разогревается до термопластического состояния или до оплавления. При непрерывном сдавливании нагретых заготовок металл в зоне контакта пластически деформируется, разрушаются и удаляются к периферии стыка оксидные пленки, происходи сближение поверхностей до расстояний меньших межатомных – образуется сварное соединение.

Различают контактную сварку:

стыковую, точечную, рельефную и шовную.

Стыковая контактная сварка (СКС) – контактная сварка, при которой соединение свариваемых частей происходит по поверхностям стыкуемых торцов.

Схема установки для СКС показана на рис. 4.22, а. На станине 2 установлены две плиты: неподвижная 3 и подвижная 6, перемещаемая по направляющим 7. Заготовки 4 устанавливаются в зажимах 5. Сварочный ток подается от трансформатора 1. При перемещении плиты 7, заготовки сжимаются проковочным усилием Р.

СКС соединяют круглые и некруглые стержни (рис. 4.22, в) (одинакового или различных диаметров), круглые или некруглые стержни к плоской заготовке, плоские или кольцевые заготовки.

Рис. 14.22. Стыковая контактная сварка:

а – схема установки;

б – типовые заготовки;

1 - трансформатор; 2 – станина; 3 – неподвижная плита; 4 – заготовки;

5 - зажимы; 6 – подвижная плита; 7 – направляющие; Р – усилие сжатия

Сваркой соединяют заготовки из низкоуглеродистых, низколегированных конструкционных сталей; алюминиевых сплавов сечением до 200 мм².

Применение:

- изготовление длинных заготовок, поступающих в дальнейшую переработку;

- изготовление деталей замкнутой формы (звеньев цепей, ободов автомобильных колес, колец жесткости для реактивных двигателей, зубчатых венцов и др.);

- изготовление сложных деталей из простых катаных, кованых, штампованных или механически обработанных заготовок (кожух карданного вала автомобиля сваривают из трубы и двух поковок; тягу самолета, сваривают из трубы и двух штампованных проушин);

- для экономии легированных сталей (например: рабочая часть сверла из быстрорежущей стали сваривается с хвостовиком из низкоуглеродистой стали; заготовку клапана двигателя внутреннего сгорания, получают сваркой стержня из жаропрочной стали, образующего после высадки головку клапана, и хвостовика из конструкционной стали);

- для уменьшения отходов (например: сварка прутков арматуры железобетона в бесконечную плеть с отрезкой от нее стержней заданной длины; сварка коротких угольников, швеллеров и т. д.).

Точечная контактная сварка (ТКС) – контактная сварка, при которой сварное соединение получается между торцами электродов, передающих усилие сжатия.

Перед началом сварки контактные поверхности зачищают и обезжиривают. Заготовки 1 устанавливают между нижним и верхним электродами 2 сварочной машины (рис. 4.25, а). Далее заготовки сжимают и подают ток. Прогрев осуществляют до появления жидкой точки 3 между контактными поверхностями. После этого производят сжатие (проковку).

Для соединения заготовок одновременно в двух точках применяют одностороннюю сварку (рис. 4.25, б). Для этого, заготовки устанавливают на медную плиту и прижимают электродами, расположенными с одной стороны заготовок.

Нагрев при ТКС характеризуется малой продолжительностью (от тысячных долей секунды до нескольких секунд).

Наиболее интенсивно нагревается центральный столбик, металл расплавляется и образуетсЯ чечевицеобразное ядро, показанное в сечении на рис. 4.25, а.

Рис. 4.25. Схемы точечной контактной сварки:

а – двухсторонней;

б – односторонней;

1 – заготовки; 2 – электрод; 3 - жидкая точка; 4 – уплотняющий поясок;

5 - подкладка; d – диаметр жидкой точки.

Далее прикладывается сила «Р», происходит сжатие и образование сварного соединения в виде точки.

Основными параметрами режима точечной сварки являются: