Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Контактная сварка

Контактная сварка

Содержание:

  1. Общая информация
  2. Преимущества и недостатки
  3. Принцип работы оборудования
  4. Виды контактной сварки
  5. Процесс сварки
  6. Обозначение на чертежах
  7. Интересное видео

Контактная сварка является востребованной технологией, которую активно используют в производственных и бытовых условиях. Во время нее производится соединение металлических изделий с использованием сильного нагревания и давления. В результате образуется прочное сварное соединение с ровной поверхностью.

Этот вид сваривания применяется для соединения однотипных изделий, тонких деталей. Несмотря на то, что данный метод уже длительное время применяется в разных областях производства, необходимо изучить его важные особенности и характеристики.

Технология контактной сварки

Существует три основных типа технологии. Они классифицируются на:

  1. Точечную.
  2. Сварку, обеспечивающую соединение посредством шва.
  3. Сварку, организующую стыковое соединение деталей.

Также иногда выделяют конденсаторную. Стоит отметить, что каждый из перечисленных видов подразделяется еще на несколько подвидов. Деление происходит в зависимости от выбранной технологии, а также от вида применяемого оборудования.

Соединение деталей во время выполнения точечной сварки осуществляется посредством использования электродов. Благодаря действию электрического тока выполняется местный нагрев места соединения, а также обеспечивается сжатие двух поверхностей. Таким образом, детали сближаются и свариваются на точечном участке.

В случае шовной сварки речь идет об использовании специального ролика для скрепления элементов. В основном, такой вид используют для получения надежных и герметичных соединений.

Контактно-стыковое соединение элементов происходит, как правило, несколькими способами. Популярным считается вариант зажима деталей и электродов. Называется такой способ сопротивлением, и с его помощью осуществляется крепление деталей достаточно малого сечения.

Если говорить об электродах, то они изготавливаются обычно из меди, чтобы удалось обеспечить хороший электрический контакт. Также подобного эффекта помогает достичь большое поперечное сечение.

Стыковая

Во время данного вида работ в отличие от рельефной и точечной детали свариваются по всей поверхности их соприкосновения. Стыковая сварка имеет две разновидности:

  • сопротивлением, при котором соединение нагретых практически до температуры плавления стыков деталей производится путем сильного сжатия деталей, в результате которого элементы соединяются в твердой фазе;
  • оплавлением, которое, в свою очередь, имеет тоже два вида:
    • непрерывное оплавление, при котором сближение деталей происходит во время работы сварочного трансформатора. При сжатии элементов возникает контакт, и происходит нагрев стыка протекающим электрическим током. При снижении силы сжатия контактное сопротивление увеличивается, и за счет этого происходит снижение сварочного тока. Сплошное касание деталей заменяет точечное соприкосновение. При этом участки соединения выступают и оплавляются за счет повышения эффективности нагрева в них. Процесс оплавления продолжается до появления прослойки из жидкого металла, который образует сплошное соединение, а его излишки выдавливаются из пространства между деталями;
    • стыковая сварка оплавлением с подогревом представляет собой процесс, при котором нагрев соединяемых элементов происходит путем кратковременных замыканий торцов деталей, после чего они оплавляются. Преимущества данного вида заключаются в более прочном соединении элементов, экономии электроэнергии, в возможности сваривать различные по составу детали, её часто можно встретить в кораблестроении. не требует большой механической обработки.

Полуавтоматы

Стабильно увеличивающаяся по количеству проданных аппаратов категория. Принцип работы основан на особенностях поведения металла в среде защитного газа. Традиционного электрода при этом нет.

Его роль играет проволока, которая может быть обычной или флюсовой, с добавкой веществ улучшающих качество сварки. В качестве среды используется аргон, углекислый газ. Принято делить оборудование на следующие группы:

  • аппарат с принудительной подачей газа;
  • оборудование с возможностью отключения подачи газа;
  • аппарат без газа, который работает только с флюсовыми электродами, создающими с процессе работы защитный слой над местом сварки.
Читать еще:  Универсальный шаблон сварщика: принцип работы с УШС-2

Полуавтоматы широко используются в домашнем хозяйстве, на крупных предприятиях, станциях технического обслуживания автомобилей. Тонкая регулировка позволяет сваривать металл толщиной менее 1 мм с хорошим качеством.

Эксплуатация аппарата требует знаний, но необходимости иметь устойчивые навыки управление дугой, как в работе с трансформатором нет. Нужно четко следовать рекомендациям инструкции и советам специалистов.

Различие сварочных аппаратов по типу источника

Чтобы разобраться в том, какие бывают виды сварочных аппаратов, стоит знать, что оборудование делится на типы источников тока и способы совершаемой сварки. Напряжение из сети 220 В и 6-32 А не подходит для выполнения сварочного процесса, поэтому его нужно преобразовывать. Для этого разработаны следующие варианты.

Инверторы

Это оборудование, которое потребляет переменный ток из сети с частотой 50 Гц и изменяет его колебания до 100 кГц. Кроме этого напряжение дважды выпрямляется. В конечном итоге сварка ведется на постоянном токе 30-300 А с напряжением 50-80 В, что содействует ровным швам, глубокому провару, меньшему разбрызгиванию металла.

Для реализации процесса в схеме инвертора присутствуют:

  • понижающий трансформатор;
  • выпрямляющий блок (диодные мосты);
  • плата с ключами;
  • транзисторы;
  • второй трансформатор.

От аппарата исходит два кабеля, один из которых подключается к изделию, а второй к держателю электрода. Преимуществами инвертора являются компактные габариты относительно других источников сварочного тока, малый вес 3-6 кг и тихая работа (приятный шелест электрической дуги).


Сварочный инвертор.

Сами инверторы делятся по типу используемых в них транзисторов.

Инверторы Mosfet

Сварочные аппараты этого типа обычно стоят дешевле за счет использования более простых по устройству инверторов Mosfet. Транзисторы были разработаны около 50 лет назад. Они надежны и хорошо преобразовывают ток для сварки черных металлов. Но весят они больше, чем аналоги. Еще для нормальной работы инвертора, таких транзисторов должно быть около 20 в электронной схеме (у моделей на 180 А). Такие виды сварочных аппаратов имеют защиту от перегрева, срабатывающую уже после достижения 60 градусов, поэтому модели отличаются низким ПВ в 30-40%. Свободная компоновка и крупные детали упрощают доступ мастера во время ремонта.


Сварочный инвертор с транзисторами Mosfet.

Инверторы IGBT

Это более современное поколение транзисторов, которое устанавливается в дорогие сварочные аппараты. Вес IGBT меньше аналогов и требуется их до 10 единиц в инверторах с мощностью 180 А. Все это содействует еще меньшим габаритам сварочного оборудования и снижению веса. Перегрев транзисторов IGBT срабатывает после 90 градусов, продлевая общее время использования аппарата. С одной стороны в такой схеме сварочного аппарата меньше деталей, но с другой стороны они очень мелкие и что-то заменить сложнее.


Инвертор с транзисторами IGBT.

Выпрямители

Среди других видов сварочных аппаратов для ручной сварки выделяются выпрямители, отличающееся относительной дешевизной и возможностью создания качественных швов. Они потребляют от сети ток 220 В и понижают его через трансформатор до 40-80 В, а силу увеличивают до 200-400 А, в зависимости от мощности модели. Далее напряжение проходит через диодный блок и выпрямляется. В конструкции есть элементы пуска и защиты.

Сварка ведется постоянным током. Оборудование надежное и долговечное. Есть версии для бытового и промышленного использования. Подходит для сварки черных и цветных металлов, чугуна. Главными минусами являются большой вес и крупные габариты. Когда ими варят, то остальная сеть сильно «просаживается», и другие приборы могут работать некорректно.

Читать еще:  Электросварка металлов: виды, технологии, особенности


Сварочный выпрямитель.

Трансформаторы

Самым дешевым видом сварочных аппаратов выступают трансформаторы. Они состоят из двух обмоток: первичной и вторичной. Работают устройства по принципу магнитной индукции. Расстояние между обмотками содействует повышению или понижению силы тока. Сварка ведется на переменном напряжении. Аппараты подходят для соединения черных металлов. Они просты и надежны. Из минусов этого вида оборудования выделяются большой вес, сильный гул, высокое разбрызгивание металла и крупные габариты.


Сварочный трансформатор.

Области применения контактной сварки в промышленном строительстве

Примерный перечень металлопродукции с соединениями, выполняемыми различными видами контактной сварки, приведен в табл. XIII.2.

XIII.2. Перечень металлопроката с соединениями, осуществляемыми контактной сваркой

Вид сваркиСвариваемые металлыПеречень металлопроката (низкоуглеродистая сталь), размеры свариваемых сечений или толщин металла
Стыковая: сопротивлениемСталь, алюминий, медь, сплавы меди и алюминияСтержни с площадью сечения до 300 мм 2 , трубы диаметром до 40 мм (с газовой защитой), проволока диаметром от 6 до 8 мм
непрерывным оплавлениемСталь низкоуглеродистая, углеродистая, низколегированная и легированная, алюминий, медь, сплавы меди и алюминияСтержни, рельсы, толстостенные трубы с площадью сечения до 3000 мм 2 . Профильный и листовой прокат, тонкостенные трубы с площадью сечения до 6000 мм2 и выше
прерывистым оплавлениемТо жеПрофильный прокат, рельсы, трубы и т. д. Площадь сечения этих элементов в мелкосерийном производстве более 300, в массовом производстве более 1000 мм 2
Точечная (одно- и многоточечная)Сталь низкоуглеродистая углеродистая, низколегированная, легированная, цветные металлы и сплавыЛистовой прокат толщиной до 20 мм, крестообразные соединения арматуры железобетона
ШовнаяТо жеЛистовой прокат толщиной до 3+3 мм

В настоящее время в промышленном строительстве контактную сварку применяют при изготовлении в стационарных условиях сеток, каркасов и других арматурных изделий железобетонных конструкций. Точечную сварку используют при изготовлении конструкций из открытых профилей стального проката с толщиной стенок до 6 мм. Стыковой сваркой соединяют короткоразмерные элементы из отходов проката для последующего его применения в конструкциях. Рельефная сварка осуществляется редко.

При изготовлении алюминиевых конструкций и изделий предусмотрена стыковая сварке угловых соединений рам окон и витражей из профильных элементов. Стыковой сваркой соединяют медные и алюминиевые провода (кабели) при электромонтажных работах.

В дальнейшем представляется целесообразным (с учетом использования существующего сварочного оборудования) более широкое распространение основных видов контактной сварки в промышленном строительстве для выполнения следующих работ:

стыковая сварка — угловые соединения рам окон, витражей и каркасов дверей из стальных и алюминиевых профилей; стыковые соединения различных труб; соединение стержневых элементов из профильного металла, включая использование их короткоразмерных отходов; производство режущего инструмента из разнородных сталей и сплавов;

точечная сварка — приварка листовых элементов из сталей или алюминиевых сплавов к окаймляющим каркасам трехслойных стеновых панелей; соединение элементов стальных несущих и ограждающих решетчатых конструкций (секции ферм, мачт, башен и др.) при толщине металла каждого элемента до 16 мм; приварка листовых элементов к каркасам лестниц и площадок;

шовная сварка — выполнение плотно-прочных швов при изготовлении секций тонкостенных труб, газовоздуховодов и других изделий из листового металла толщиной до 3 мм.

Виды сварочных аппаратов


Контактная электрическая сварка может производиться с использованием различных технологий, в зависимости от имеющегося оборудования и металла соединяемых деталей:

  • Контактно точечная сварка применяется для соединения поверхностей небольшой площади, площадь соединения равна или не намного больше площади контактов.
  • Рельефная электрическая контактная сварка – более сложный метод. С помощью штамповки или иным способом на поверхностях образуются выпуклости, на которые подается высокое напряжение. Часто таким образом соединяют два листа металла внахлестку. Этот метод позволяет соединять одновременно довольно большие площади металла.
  • Контактная стыковая сварка часто применяется для соединения рельсов и труб. Электроды повторяют по форме соединяемые поверхности по форме, это обеспечивает качественное соединение однотипных деталей.
  • Шовная контактная сварка фактически представляет собой разновидность точечной. Контактные точки соприкасаются, образуя герметичный шов, или не соприкасаются. В этом случае прочность будет значительно меньше.
Читать еще:  Выполняем зачистку сварочного шва после сварки

Также шовный вид называют «роликовая контактная сварка» – в процессе сварки применяются ролики-электроды, которые одновременно сваривают, сжимают и прокатывают соединяемые поверхности.

По технологии процесса соединения поверхностей различают виды контактной сварки оплавлением и оплавлением с подогревом. Контактная стыковая сварка оплавлением используется, если пластичность шва не имеет большого значения, этот метод становится все менее используемым.

Подогрев деталей делает шов более пластичным, кроме того, подготовительная работа, необходимая для получения прочного шва, намного легче. Перед соединением поверхности подогреваются с помощью переменного тока. Это позволяет соединять детали из разных металлов, сложной формы и большого размера.

Возможные дефекты

При точечной сварке прочность соединения такова, что разрушения возникают в основном металле, так как сварные точки имеют большую толщину. Продолжительность сваривания и прижимное усилие имеют решающее значение. Если неправильно их рассчитать, то аппарат будет варить с дефектами.

Имеется три основных вида дефектов:

  • отклонения литой зоны от оптимума, ее смещение от точки контакта;
  • неполный провар в точке контакта:
  • изменение физико-химических свойств металла в точке сварки.

Самым опасным является отсутствие литой области. Происходит тепловое склеивание, при котором соединение выдерживает незначительные нагрузки. При переменных нагрузках и температурных перепадах происходит разрыв соединения.

Прочность нарушается при сильном давлении электродов аппарата контактной сварки, что вызывает вмятины. Также ослабляется прочность при выплесках металла.

Виды контактной сварки

  1. Рельефная сварка. Ее принцип совпадает с точечной, но существует одно различие: и у шва, и у электрода особая, рельефная форма. Она может применяться для решения разных задач, в частности, для крепления кронштейнов или опорных деталей с плоскими заготовками.
  2. Шовная сварка. Процесс многоточечной варки, при котором соединения расположены на близких расстояниях либо с перекрытием. При этом формируется цельное монолитное соединение. Когда между точками перекрытие, то швы получатся герметичными, при его отсутствии герметичность не обеспечивается. В промышленности без герметических швов не обойтись при изготовлении баков, бочек, баллонов и других емкостей.
  3. Стыковая сварка. Элементы соединяются путем прижимания друг к другу с дальнейшим оплавлением всей плоскости контакта. Данная технология имеет несколько разновидностей в зависимости от металла, его толщины и необходимого качества соединений.
  4. Точечная контактная сварка. В данном случае работы проводятся в одной или нескольких точках. На качество шва влияют следующие параметры:
    • форма и размеры электродов;
    • сила тока;
    • уровень давления;
    • время работы и качество очистки поверхности.

Современные агрегаты отличаются эффективностью, выдавая до 600 сварных соединений в минуту. Такой метод применяется в работе с частями высокоточной электроники, с кузовами автомобилей, самолетов, сельскохозяйственных машин и в других отраслях.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector