Контактная сварка что это такое: Контактная сварка | Рудетранс

Родоначальник контактной сварки — английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин), который в 1856 г. впервые применил стыковую сварку. В 1877 г. в США 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.

Преимущества контактной сварки перед другими способами:

• Высокая производительность (время сварки одной точки или стыка составляет 0,02… 1,0 с)
• Малый расход вспомогательных материалов (воды, воздуха)
• Высокое качество и надежность сварных соединений при небольшом числе управляемых параметров режима, что снижает требования к квалификации сварщика
• Это экологически чистый процесс, легко поддающийся механизации и автоматизации

Основные способы контактной сварки

Основные способы контактной сварки — это точечная, шовная (роликовая) и стыковая сварка.

Машины 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.

Любая машина для контактной сварки состоит из электрической и механической частей, пневмо- или гидросистемы и системы водяного охлаждения (рис.1).

Рис. 1. Типовые схемы машин для контактной точечной (а), шовной (б) и стыковой (в) сварки: 1 — трансформатор; 2 — переключатель ступеней; 3 — вторичный сварочный контур; 4 — прерыватель первичной цепи; 5 — регулятор; 6 — привод сжатия; 7 — привод зажатия деталей; 8 — привод осадки деталей; 9 — привод вращения роликов; 10 — аппаратура подготовки; 11 — орган включения

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 6 (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 шовных машин это ножная педаль с контактами, у стыковых — это комплект кнопок. С органов управления поступают команды на сжатие «С» электродов или зажатие «3» деталей, на включение «Т» и отключение «О» сварочного тока, на вращение «В» роликов, на включение «а» 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 типов размеров 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.

Электроды в контактной сварке

Электроды в контактной сварке служат для замыкания вторичного контура через свариваемые детали. Кроме этого при шовной сварке электроды-ролики перемещают свариваемые детали и удерживают их в процессе нагрева и осадки.

Важнейшая характеристика электродов — стойкость, способность сохранять исходную форму, размеры и свойства при нагреве рабочей поверхности до температуры 600 ⁰С и ударных усилиях сжатия до 5 кг/мм². Электроды для точечной сварки — это быстроизнашивающийся сменный инструмент сварочной машины. Для изготовления электродов используют медь и жаропрочные медные сплавы — бронзы. Это может быть хромоциркониевая бронза БрХЦрА; кадмиевая БрКд1; хромистая БрХ; бронза, легированная никелем, титаном и бериллием БрНТБ или кремний-никелевая бронза БрКН-1-4. Последние две бронзы обладают повышенной износостойкостью, из них можно изготавливать электроды-губки стыковых машин. Материалы для электродов должны обладать также высокой электро- и теплопроводностью, чтобы их нагрев в процессе сварки был меньше. Температура разупрочнения бронз не превышает 0,5 их температуры плавления, а рабочая поверхность электрода нагревается до 0,6 Т

Рис. 2. Схемы электродов для точечной сварки: а — с наружным посадочным конусом; б — колпачковых

Электрод должен иметь минимальную массу, удобно и надежно устанавливаться на сварочной машине. Диаметр D должен обеспечивать устойчивость электрода против изгиба при сжатии его усилием сварки, а также возможность захвата инструментом для снятия. Внутренний диаметр должен обеспечивать ввод трубки с охлаждающей водой и выход воды, обычно d

Электроды для рельефной сварки конструктивно приближаются к форме изделия. В простейшем случае это плиты с плоской рабочей поверхностью.

Электроды-ролики шовных машин имеют форму дисков. Ширина рабочей поверхности ролика В и его толщина Н зависят от толщины S свариваемой детали.

Токоведущие губки стыковых машин по форме и размерам должны соответствовать поперечному сечению свариваемых деталей. Длину губок выбирают такой, чтобы обеспечить соосность деталей и предотвратить их проскальзывание при осадке. При сварке стержней она составляет 3…4 их диаметра, а при сварке полос — не менее 10 толщин полосы.

Подготовка поверхностей к контактной сварке

При подготовке поверхностей к контактной сварке должны выполняться три основных требования: в контактах электрод-деталь должно быть обеспечено как можно меньшее электрическое сопротивление К

Выбор конкретного способа подготовки поверхностей определяется материалом деталей, исходным состоянием их поверхностей, характером производства. Для штучного и мелкосерийного производства необходимо предусмотреть операции правки, рихтовки, обезжиривания, травления или зачистки, механической обработки. В условиях крупносерийного и массового производства, где обеспечивается высокое качество исходных материалов в заготовительном и штампопрессовом производствах, подготовку поверхностей перед сваркой можно не делать. Исключение составляют детали из алюминиевых сплавов, требующих обработки поверхности не ранее чем за 10 ч до сварки.

Критерием качества подготовки поверхности является величина контактных сопротивлений R_э-д и R_д-д. Для их измерения детали зажимают между электродами сварочной машины, но сварочный ток не включают. Сопротивление измеряют микроомметром при помощи щупов. Для сталей сопротивление более 200 мкОм свидетельствует о плохом качестве поверхности. Высокое R_э-д приводит к перегреву электродов и подплавлению поверхности деталей, вследствие чего происходит наружный и внутренний выплеск металла и образуется чрезмерная вмятина под электродами.

Основные параметры режима всех способов контактной сварки

Основные параметры режима всех способов контактной сварки — это сила сварочного тока, длительность его импульса и усилие сжатия деталей. Теплота в свариваемом металле выделяется при прохождении через него импульса тока I_св длительностью t в соответствие с законом Джоуля-Ленца:

Q= I_св²R_свt,

где за R_св принимают сопротивление столбика металла между электродами. При расчете сварочного тока, времени импульса, сварочного трансформатора R_св — исходный параметр, так как его легко рассчитать, зная материал детали, ее толщину и требуемую температуру сварки. При этом сопротивлениями в контактах между деталями и между электродами и деталями пренебрегают.

Согласно закону Джоуля-Ленца увеличение R_св должно увеличивать количество выделяющейся теплоты. Но по закону Ома

I_св=U₂/Z,

где U₂ — напряжение на вторичном контуре сварочной машины, a Z — полное сопротивление вторичного контура, в которое входит R_св. Поэтому при увеличении R_св уменьшится I_св, а он входит в закон Джоуля-Ленца в квадрате. Следовательно, увеличение R_св не всегда увеличивает количество выделяющейся при сварке теплоты, многое зависит от соотношения R_св и полного сопротивления вторичного контура сварочной машины. Отсюда следуют несколько практических выводов. С ростом общего сопротивления вторичного контура от 50 до 500 мкОм тепловыделение в зоне сварки уменьшается по мере падения R_св примерно в 10 раз. Недостаток тепла компенсируется увеличением мощности (U₂) или времени сварки. Сварка на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (~ 50 мкОм) сопровождается интенсивным ростом нагрева по мере падения R_св в процессе увеличения сварного ядра. При достижении равенства R_св = Z нагрев достигает максимума, а затем, по мере еще большего снижения R_св (по достижении требуемого размера ядра), уменьшается. Таким образом, сварка на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (а их большинство) сопровождается нестационарным нагревом и нестабильным качеством соединений. Уменьшить этот недостаток можно надежным сжатием зачищенных деталей, обеспечивающим поддержание R_св на минимальном уровне, либо поддерживая высокий уровень R_св за счет слабого сжатия деталей и разделения импульса сварочного тока на несколько коротких импульсов. Последнее еще и экономит энергию и обеспечивает прецизионное соединение с остаточной деформацией 2…5 %.

При сварке на машинах с большим сопротивлением вторичного контура (> 500 мкОм) снижение R_св в процессе сварки практически не влияет на выделение теплоты, нагрев остается стационарным, что характерно для сварки на подвесных машинах с длинным кабелем во вторичном контуре. Сваренные на них соединения обладают более стабильным качеством.

Качество сварных соединений

Качество сварных соединений, выполненных контактной сваркой, определяется подготовкой поверхностей к сварке, а также правильным выбором параметров режима и их стабильностью. Основной показатель качества точечной и шовной сварки — это размеры ядра сварной точки. Для всех материалов диаметр ядра должен быть равен трем толщинам S более тонкого свариваемого листа. Допускается разброс значений глубины проплавления в пределах 20…80 % S. За меньшим из этих пределов следует непровар, за большим — выплеск. Глубина вмятины от электрода не должна превышать 0,2 S. Размер нахлестки в точечных и шовных соединениях должен выбираться в пределах 2,5…5,0 диаметров ядра.

Основные дефекты сварных соединений при точечной и шовной сварке — это непровар, заниженный размер литого ядра, трещины, рыхлоты и усадочные раковины в литом ядре и выплеск, который может быть наружным, из-под контакта электрод — деталь, и внутренним, из-под контакта между деталями. Причины этих дефектов — недостаточный или избыточный нагрев зоны сварки из-за плохой подготовки поверхностей и плохой сборки деталей или из-за неправильно выбранных параметров режима сварки.

При стыковой сварке по тем же причинам могут возникать непровары. Перегрев зоны сварки может вызвать структурные изменения (укрупнение зерна) и обезуглераживание сталей. Это ухудшает механические свойства соединений.

Контролируют качество контактной сварки чаще всего внешним осмотром, а также любыми методами неразрушающего контроля. Сложность контроля состоит в том, что этими методами непровар не выявляется, так как поверхности деталей плотно прижаты друг к другу, в их контакте образуется «склейка», проникающие излучения, магнитное поле и ультразвук не отражаются и не ослабляются. Наиболее оперативный метод контроля — разрушение контрольных образцов в тисках молотком и зубилом. Если непровара нет, разрушение происходит по целому металлу одной из деталей, можно измерить диаметр литого ядра при точечной и шовной сварке.

что это такое, назначение, аппараты для сварки

Все о контактной сварке: точечное, шовное, рельефное и стыковое сварочные соединения металлических деталей. Физические принципы, разновидности, способы применения. Достоинства и недостатки контактной технологии. Виды оборудования и советы по их выбору.

При контактной сварке двух наложенных друг на друга металлических пластин в точке соприкосновения электрода с верхней заготовкой возникает краткосрочный (от сотых долей до единиц секунд) поток энергии чрезвычайно высокой мощности. В результате этого между пластинами образуется линза из расплавленного металла, а при ее остывании — прочное сварное соединение. Таким способом можно сваривать детали толщиной до десятков миллиметров из большинства видов сталей, а также из сплавов алюминия, титана, магния и других цветных металлов.

К основным преимуществам контактной сварки относят высокую стабильность качества сварного шва, низкий уровень требований к квалификации сварщиков, невысокую стоимость сварочного оборудования, а также простоту механизации и автоматизации сварочных процессов. Кроме того, этот вид сварки не требует использования присадочных материалов, защитных газовых сред и флюсов, что делает его с точки зрения охраны труда самым безопасным. В современном промышленном производстве почти 40% сварочных соединений выполняются различными установками контактной сварки. А в автомобильной промышленности, авиастроении, производстве пассажирских вагонов и электронных приборов доля контактной сварки в общем объеме сварочных работ составляет около 90%.

Определение и назначение контактной сварки

Контактная сварка выполняется несколькими технологическими способами, которые отличаются между собой видами сварного шва и некоторыми особенностями сварочного процесса. В ГОСТ 15878-79 указана электроконтактная сварка трех видов, при этом в профильной литературе и ГОСТ 297-80 выделяют четыре:

1. Точечная. Металлические детали соединяют между собой отдельными сварными точками. Производится двумя электродами, которые также обеспечивают сжатие деталей между собой с необходимым усилием. Это самая массовая разновидность контактной сварки: ее доля в общем объеме контактных сварочных соединений составляет более 70%.
2. Шовная. В этом способе используют электроды в виде роликов, а сварной шов формируется из прерывающихся точек, которые должны перекрывать друг друга не менее, чем на 25%. Усилие сжатия между поверхностями формируется с помощью давления на ролик. Шовная сварка применяется преимущественно при изготовлении емкостей (топливные баки, глушители автомобилей, химические сосуды и пр.), тонкостенных шовных труб и корпусов промышленной и бытовой техники из листового металла.
3. Стыковая. С помощью этого способа две детали соединяются расплавленным металлом по всей площади их соприкосновения, причем толщина свариваемых изделий практически не имеет значения. В процессе используются приспособления, сжимающие детали навстречу друг другу. Во время протекания сварочного тока по металлу из-за наличия на сопрягаемых поверхностях микровыступов в зоне их стыка возникают сварочные процессы, происходит разогрев стыка и создается стыковое сварочное соединение. Этот метод используют для беззазорного соединения рельсов, а также сварки трубопроводов и длинномерных изделий, в том числе из разнородных сталей.
4. Рельефная. Данным способом соединяют скобы, кронштейны, резьбовой крепеж и подобные им изделия к листовым деталям. Он называется рельефным по причине того, что контакт свариваемых поверхностей ограничен выступом (рельефом) на одной из них. В результате этого значительно увеличивается плотность тока и тепловыделение, что требует применения особых сварочных режимов.

Одна из разновидностей рельефной сварки широко используется в авторемонте для приварки колец, волнистой проволоки и металлических штырьков при выправлении вмятин на кузовных деталях. У нас ее обычно называют «односторонней точечной сваркой», а используемые при этом аппараты со специальной оснасткой — споттерами.

Принцип действия

1. Установка сложенных внахлест заготовок на нижний электрод.
2. Сжатие их верхним электродом.
3. Подача импульса сварочного тока.
4. Кратковременное удерживание сжатия до остывания сварной точки.
5. Отвод верхнего электрода в исходное положение.

В установках контактной сварки используется постоянный ток обратной полярности (плюс на верхний электрод) или переменный ток частоты 50 Гц (в некоторых случаях применяют высокочастотные источники). Прижим деталей является важной частью технологического процесса. После прохождения импульса тока в месте соприкосновения поверхностей деталей возникает линза из расплавленного металла, которая в контактной технологии называется ядром. Сжатие с необходимым усилием не позволяет металлу выплескиваться за область ядра, а также вызывает пластическую деформацию зоны ядра и взаимное проникновение металлов заготовок.

• источник питания с переменным или постоянным током;
• нижняя (опорная) рукоятка с электродом массы;
• верхняя (прижимная) рукоятка с основным электродом;
• корпус установки с механизмом прижима и контактами.

Технология стыковой сварки отличается от остальных контактных способов, т. к. в этом случае посредством расплавления металла соединяются торцевые части двух массивных деталей. Последовательность технологических операций при стыковой контактной сварке выглядит следующим образом (см. рис. ниже):

1. Фиксация одной из заготовок в неподвижном зажимном приспособлении.
2. Установка второй заготовки в подвижную оснастку.
3. Сжатие торцов заготовок с постоянным усилием.
4. Подача на заготовки импульса сварочного тока.
5. Разогрев металла до состояния плавления с продолжающимся после отключения тока приложением усилия.
6. Сближение торцов и образование сварного шва.
7. Остывание шва и снятие усилия.

Напряжение холостого хода в устройствах контактной сварки намного ниже, чем у другого сварочного оборудования. Обычно оно составляет 3÷6 В (максимум до 20 В), при этом напряжение сварки равно 1÷1.5 В. Сила тока во всех контактных способах в зависимости от толщины заготовок и площади контакта лежит в интервале от единиц до сотен тысяч ампер. Глубина проплавления каждой детали в зависимости от вида материала должна составлять от 20 до 80% процентов ее толщины. Не допускается сквозное проплавление (прожиг) металла, а также проплавление его на глубину меньше нормативного.

Преимущества и недостатки

• стабильность параметров и качество соединения;
• небольшое энергопотребление;
• медленный износ электродов;
• отсутствие расхода присадочных и вспомогательных материалов;
• низкие требования к квалификации персонала;
• нет выделений вредных и опасных для здоровья веществ;
• чистота сваренной поверхности (шов находится внутри металла).

Контактная технология лучше любых других подходит для автоматизации и использования в оборудовании для серийного производства. Большинство роботов на конвейерах кузовных цехов автопрома — это программируемые автоматические устройства контактной сварки. А сварка трубных стыков всех магистральных газо- и нефтепроводов высокого давления производится контактным стыковым способом с использованием специальных автоматизированных комплексов.

Главный технологический недостаток контактной сварки — это высокие требования к равномерности и чистоте поверхности.

При сжатии между плоскостями деталей не должно быть даже минимального зазора, иначе возможен боковой выплеск расплавленного металла из внутренней зоны сварки. Помимо этого такие сварочные аппараты в силу особенностей своей конструкции не приспособлены к работе в ограниченном пространстве. Мобильная рабочая часть контактного оборудования имеет значительный вес, а при отсутствии механизированного привода сжатие требует от сварщика приложения значительных физических усилий.

Виды аппаратов контактной сварки

В первой позиции всегда присутствует буква «М» (машина), а по второй можно определить контактный способ, для которого она предназначена. К примеру, МТ — машина точечная, МШ — машина шовная и т. д. В третьей позиции приводится код ее конструктивного исполнения: подвесная (П), постоянного тока (В), радиальная (Р) и т. п. В остальных позициях указываются значения сварочного тока и напряжения питающей сети, а также различные коды конструкторских и эксплуатационных особенностей конкретной модели.

Советы по выбору оборудования

Также важным элементом любого контактного сварочного аппарата являются электроды. Их форма и вид зависят от используемой технологии и особенностей производства.

Существуют специальные технологии контактной сварки с применением клея и припоя, но о них в специализированной литературе только упоминается. Если кто-нибудь знает, для чего и как они используются, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к данной статье.

Контактная сварка — технология, виды, обозначение

Контактная сварка – процесс создания монолитного сварного шва путем расплавления кромок свариваемых деталей электрическим током и последующей деформацией сжимающим усилием. Особое распространение технология получила в тяжелой промышленности и служит для беспрерывного производства однотипной продукции.

Данная технология является распространенной при серийном соединении тонколистового металла

Сегодня как минимум один аппарат контактной сварки имеется на каждом заводе, а все благодаря преимуществам технологии:

• производительность – сварная точка создается не дольше 1 секунды;
• высокая стабильность работы – однажды настроив устройство оно может работать долгое время без стороннего вмешательства, сохраняя качество работ;
• низкие затраты на обслуживание – это касается расходных материалов, рабочим элементом служат контактные электроды;
• возможность работы с машиной специалистов низкой квалификации.

Технология контактной сварки

Простая, на первый взгляд, технология контактной сварки состоит из ряда процедур, обязательных к выполнению. Достичь качественного соединения можно только в случае соблюдения всех технологических особенностей и требований процесса.

Сущность процесса

Для начала стоит разобраться,  как работает данная система?

Суть электроконтактной сварки это два неразрывных физических процесса – нагрев и давление. При прохождении через зону соединения электрического тока выделяется тепло, которое служит для расплавления металла. Чтобы обеспечить достаточное выделение тепла сила тока должна достигать нескольких тысяч или даже десятков тысяч ампер. Одновременно с этим на деталь воздействует некоторое давление с одной или обеих сторон, при этом создается плотный шов без видимых и внутренних дефектов.

Процесс соединения связан с локальным нагревом заготовок с одновременным их прижатием

При правильной организации процесса сами детали практически не подвержены нагреву, так как их сопротивление минимально. По мере создания монолитного соединения сопротивление уменьшается, а вместе с тем и сила тока. Подверженные нагреву электроды сварочного аппарата охлаждаются внедренной технологией с применением воды.

Подготовка поверхностей

Существует множество технологий, которые позволяют обработать поверхность перед использованием контактной сварки. Сюда относят:

• зачистку от грубых загрязнений;
• обезжиривание;
• снятие оксидной пленки;
• сушку;
• пассирование и нейтрализацию.

Порядок и сами технологии обуславливаются конкретным процессом и видом заготовок.

В целом, перед началом сваривания поверхность должна:

• обеспечивать минимальное сопротивление между деталью и электродом;
• обеспечивать равное сопротивление на всей протяженности контакта;
• свариваемые детали должны иметь гладкие поверхности без выпуклостей и впадин.

Машины для контактной сварки

Оборудование для контактной сварки бывает:

• неподвижным;
• передвижным;
• подвешенным или универсальным.

Разделяют сварки по роду тока на постоянного и переменного тока (трансформаторные, конденсаторные). По способам сваривания бывают точечные, шовные стыковые и рельефные, о которых мы поговорим чуть ниже.

Оборудование может быть как стационарным, так и переносным

Все сварочные устройства точечной сварки состоят из трех частей:

• электросистемы;
• механической части;
• водяного охлаждения.

Электрическая часть отвечает за расплавление деталей, контроль циклов работы и отдыха, а также устанавливает текущие режимы. Механическая составляющая представляет собой пневматическую или гидравлическую систему с различными приводами. Если установлен только привод сжатия, то перед нами точечная разновидность, шовные имеют еще и ролики, а стыковые систему сжатия и осадки изделий. Водяное охлаждение состоит из первичного и вторичного контура, разводящих штуцеров, шлангов, вентилей и реле.

Электроды для контактной сварки

В данном случае электроды не только замыкают электрический контур, но и служат отводом тепла от сварного соединения, передают механическую нагрузку, в ряде случаев помогают передвигать заготовку (роликовые).

Размеры и форма электродов для контактной сварки различаются в зависимости от применяемого оборудования и свариваемого материала

Такое использование обуславливает ряд жестких требований, которым должны соответствовать электроды. Они должны выдерживать температуру свыше 600 градусов, давление до 5 кг/мм2. Именно поэтому их изготавливают из хромовой бронзы, хромциркониевой бронзы или кадмиевой бронзы. Но даже такие мощные сплавы не способны долго выдерживать описанные нагрузки и быстро выходят из строя, снижая качество работ. Размер, состав и другие характеристики электрода подбираются исходя из выбранного режима, типа сварки и толщины изделий.

Дефекты сварки и контроль качества

Как и при любой другой технологии, сварочные соединения должны подвергаться жесткому контролю, для выявления всевозможных дефектов.

Здесь применяются практически все методы неразрушающего контроля и прежде всего – внешний осмотр. Однако, из-за прижатия деталей, выявить подобным способом дефекты бывает очень сложно, поэтому часть изготовленной продукции отбирается и проводится разрез деталей вдоль шва для выявления погрешностей. В случае обнаружения дефекта партия потенциально дефектной продукции отправляется на переработку, а аппарат калибруют.

Разновидности контактной сварки

Технология создания сварного пятна обуславливает разделение процесса на несколько видов:

Точечная контактная сварка

В данном случае сваривание происходит в одной или одновременно в нескольких точках. Прочность шва состоит из множества параметров.

Точечный способ является самым распространенным методом

В этом случае на качество работ влияет:

• форма и размер электрода;
• сила тока;
• сила давления;
• длительность работ и степень очистки поверхности.

Современные аппараты точечной сварки способны работать с эффективностью 600 сварных соединений в минуту. Подобная технология используется для соединения частей точной электроники, для соединения кузовных элементов автомобилей, самолетов, сельскохозяйственной техники и имеет еще множество других областей использования.

Рельефная сварка

Принцип работы одинаковый с точечной сваркой, но основное отличие заключается в том, что сам сварной шов и электрод имеют схожую, рельефную форму. Рельефность обеспечивается естественной формой деталей или созданием специальных штамповок. Как и точечная сварка, технология применяется практически повсеместно и служит дополняющей, способной сваривать рельефные детали. С ее помощью можно прикреплять кронштейны или опорные детали к плоским заготовкам.

Шовная сварка

Процесс многоточечной сварки, при которой несколько сварных соединений располагаются близко или с перекрытием, формируя единое монолитное соединение. Если между точками имеется перекрытие, то получается герметичный шов, при близком расположении точек шов не герметичен. Так как шов, с использованием расстояния между точками не отличается от созданного точечным швом, подобные аппараты используются редко.

В промышленности более популярным является перекрывающийся, герметичный шов, с помощью которого создают баки, бочки, баллоны и другие емкости.

Стыковая сварка

Здесь детали соединяют, прижимая друг к другу, а затем оплавляют всю плоскость контакта. Технология имеет свои разновидности и разделяется на несколько видов  на основании типа металла, его толщины и нужного качества соединения.

Сварочный ток протекает через стык заготовок, расплавляет их и надежно соединяет

Самый простой способ – сварка сопротивлением, подходит для легкоплавких заготовок с малой площадью пятна контакта. Сварка с оплавлением и плавлением с подогревом подходит для более прочных металлов и огромного сечения. Таким способом сваривают части кораблей, якоря и тд.

Выше, описаны наиболее популярные и используемые, но есть и такие виды точечной сварки:

• шовно-стыковая осуществляется вращающимся электродом с несколькими контактами для замыкания цепи, протягивая заготовку через такой аппарат можно получить негерметичный сплошной шов, состоящий из множества сварных точек;
• рельефно-точечная деталь сваривается согласно текущего рельефа, однако шов состоит не из сплошного пятна контакта, а из многих точек;
• по методу Игнатьева в котором сварочный ток протекает вдоль свариваемых частей, поэтому давление не влияет на нагрев изделия и его сваривание.

Обозначение контактной сварки на чертеже

Согласно существующего стандарта условных обозначений точечная сварка имеет следующее обозначение на чертежах:

1. Сплошной шов. Видимый сплошной шов на общем плане чертежа отмечают основной линией, остальные конструктивные элементы основной тонкой линией. Скрытый сварной сплошной шов обозначен штриховой линией.
2. Сварные точки. Видимые сварные соединения на общем чертеже отмечают символом “+”, а скрытые не отмечают вовсе.

От видимого, скрытого сплошного шва или видимой сварной точки идет специальная линия с выноской, на которой отмечаются вспомогательные условные обозначения, стандарты, буквенно-цифровые знаки и т.д. В обозначении присутствует буква “К – контактная и маленькая буква “т”-точечная, указывающие  на метод выполнения сварки и ее разновидность. Швы, не имеющие обозначения, отмечают линиями без полок.

ГОСТ 15878-79 Регламентирует размеры и конструкции сварных соединений контактной сварки

Вся основная информация подается на линии выноске или под ней, в зависимости от обращенной стороны (лицевая или оборотная). Вся необходимая информация о шве берется из соответствующего ГОСТа, что указывается на сноске или дублируется в таблицу швов.

Что такое контактная точечная сварка

Один из наиболее востребованных методов соединения металлических заготовок — контактная точечная сварка. Технология идеально подходит для сваривания тонких листов. В статье поднимаются вопросы проблем, методов и основных принципов технологии.

Что такое контактная сварка

Точечная является разновидностью контактной сварки. В эту же группу входит шовная, стыковая и другие типы контактной сварки. Но в отличие от других способов соединения металлических заготовок точечная сварка получился очень широкое распространение. Она востребована в большинстве областей производства, начиная от строительства зданий и заканчивая авиационной отраслью. Например, корпус аэробуса состоит из десятков деталей, которые скрепляются между собой именно точечным методом.

Принцип выполнения сварочных работ несложный. Металл в определенной точке электрическим разрядом нагревается до высокой температуры, при которой начинается его плавление. В то же время обе плоскости металлических заготовок прижимаются одна к другой с предопределенным усилием. Механическая нагрузка и высокая температура делают свое дело: обе заготовки спаиваются между собой. В итоге получается надежный и малоприметный шов.

Многоточечный способ соединения металлов по сравнению с другими типами контактной сварки имеет свои отличительные особенности:

• Технология позволяет существенно сократить издержки времени на выполнение работ.
• На формирование одной точки шва требуется доли секунды.
• Для работы необходим ток большой силы, его значение составляет примерно 1000 ампер.
• В отличие от этого, напряжение должно быть совсем небольшим — не больше 10 ватт.
• Также небольшой является и зона плавления металлов. Показатель варьируется от нескольких миллиметров до 2-3 см.
• Последнее отличие — необходимость в большой механической нагрузке, которая может составлять несколько сот килограмм.

Чаще всего точечный метод сварки востребован для соединения тонких металлических листов внахлест. Однако она пригодна и для других целей, поскольку может сваривать заготовки толщиной до 3 см. в части кузовных работ этот показатель избыточен. Как показывает практика, специалистам приходится иметь дело с металлами не толще 7 мм.

Достоинства и недостатки контактной точечной сварки

Популярность точечного способа сварки обусловлена солидным перечнем достоинств:

• для того, чтобы начать работу не требуется флюс, электрод, присадочная проволока и т.д., что снижает расходы и экономит время;
• во время выполнения сварочных работ металл деформируется незначительно и точечно;
• сварочные аппараты такого типа просты в обращении. Воспользоваться ими сможет даже начинающий сварщик;
• эстетичность сварочного шва не вызывает нареканий даже в отъявленных скептиков;
• дешевизна рабочего процесса по сравнению с другими методами сварки;
• возможность автоматизации большинства технологических операций;
• с помощью многоточечной сварки можно выполнять большой объем работы. Скорость формирования сварных точек может достигать несколько сот за минуту.

В данного метода есть и недостатки. Справедливости ради стоит подчеркнуть, что они незначительны и их немного. Прежде всего — это сравнительно невысокая герметичность шва по сравнению со сплошным соединением, выполненным обычным электродом. И второй — это возможность образования избыточного напряжения в зоне точки сваривания. Важно тщательно подгонять заготовки, чтобы избежать этого.

Технология контактной сварки

Весь процесс состоит из трех основных этапов, Которые нужно рассмотреть подробно. Первый заключается в предварительно подготовке деталей. Затем соединяемые элементы размещаются под жалом сварки и сжимаются. В результате поверхность деформируется, появляется углубление в виде точки.

На последнем этапе к месту соединения подается электрический ток и металл плавится. Образуется жидкое ядро, которое со временем расширяется и после остывания будет скрепляющим элементом конструкции. Благодаря предварительной деформации поверхности в процессе сварки не образуются брызги расплава. Шов получается аккуратным и не нуждается в предварительной очистке поверхности.

Когда подача напряжения прекращается, металл остывает, расплав кристаллизуется и жидкое ядро затвердевает. Существует один небольшой, но важный нюанс. В процессе охлаждения в расплавленном металле создается остаточное напряжение, так как при остывании расплав уменьшается в размере. Бороться с эти можно несколькими способами. Самый простой заключается в том, что по завершению сварочных работ заготовки следует посильнее прижать одну к другой. тогда они лучше прокалываются и становятся более однородными. В остальной использование точечной сварки не требует каких-то специальных навыков или знаний.

Предварительная подготовка металла

Для точечной сварки важно предварительно подготовить металл. Стыки в обязательном порядке зачищаются от оксидной пленки, ржавчины и прочих загрязнений. Конечно, это можно и не делать. Но в таком случае теряется мощность при выполнении сварочных работ. Соответственно добиться качественного соединения заготовок будет очень сложно. Помимо этого, повышение мощности влечет ускорение износа сварочного аппарата.

Для зачистки кромок применяются разные материалы и оборудование: щетка по металлу, наждачная бумага, болгарка, аппараты пескоструйной обработки. Если же заготовки небольшого размера, то их можно вытравливать в специальных растворах.

Отдельного внимания заслуживают вопросы подготовки алюминия и его сплавов. На их поверхности есть защитная пленка, сформированная из оксида металла. Она не дает металлу хорошо прогреться и препятствует формированию качественного шва. Ее удалению следует уделить максимум сил и внимания.

Сварочное оборудование

Для точечной электросварки можно использовать оборудование переменного или постоянного тока, конденсаторные или низкочастотные аппараты. Названные установки отличаются формой сварочного тока и силовым контуром. Каждая из моделей имеет как положительные, так и отрицательные сравнительные показатели. Среди сварщиков (в том числе и любителей) наибольшее распространение установки переменного тока.

Вероятные дефекты контактной точечной сварки

При наличии опыта и надлежащего оборудования сложно будет точечную сварку сделать плохо. Тем не менее, на практике встречаются случаи, когда работа выполнены с дефектами. В большинстве своем они образуются не в месте соединения заготовок, а по металлу.

Они бывают разного рода. Прежде всего, наблюдаются дефекты с формированием литого ядра: оно может быть слишком большим или маленьким, смещаться в сторону относительно центра стыка. Реже шов получается не сплошным. Любители, не имеющие достаточного опыта, могут настроить аппарат неверно, что в итоге оборачивается избыточной деформацией или же слабой провариваемостью металла.

Наиболее чувствительным дефектом является плохо проваренное ядро или же его полное отсутствие. Как показывает практика, такие конструкции долго не служат. Они не способны противостоять нагрузкам и вскоре просто ломаются в месте стыка. Дефект может дать о себе знать в самых разных условиях. Например, при увеличении интенсивности эксплуатации, после сильного нагрева (охлаждения) или после резкого перепада температуры.

Читайте также: Дефекты сварных швов

Заключение

Контактная сварка представляет собой практичный и удобный метод соединения металлических заготовок. Она не требует использования проволоки или флюса. На рынке представлено оборудование для ручной или автоматической сварки, что дает потребителю возможность выбрать наиболее подходящий вариант. Простота использования — еще один несомненный плюс, делающий технологию доступной даже для начинающих сварщиков.

что это? Точечная сварка своими руками из микроволновки или трансформатора, схема машины контактной сварки, ГОСТ, виды и применение

С давних времен люди использовали сварку, но процесс создания неразъемного соединения сильно отличался от метода, используемого в наши дни. Две металлические детали накаливали на огне, затем колотили специальным молотом. Поговорим о контактной сварке.

Что это такое?

Для соединения металлических элементов маленького размера или тонких пластин применяется один из самых востребованных методов – это контактная сварка. Принцип работы заключается в быстром нагреве плоскостей до состояния размягчения при помощи подачи электрического тока, который далее трансформируется в тепловую энергию, и одновременной деформации деталей в месте сваривания. В результате этих действий получается сварной шов. Качество полученного шва определяется согласно стандартам ГОСТа – прочность на разрыв или сдвиг.

Аппарат для сварки имеет два основных узла.

• Механический – здесь находятся электроды, в установках для точечной сварки они выглядят как зажимные щипцы, в аппаратах для сварки швом это ролики.

А также приводы сжатия и вращения, зажатия и осадки.

• Электрический – эта конструкция состоит из сварочного трансформатора, регулятора напряжения (этот элемент переключает количество витков в первичной обмотке), вторичного контура (через него электрический ток проходит к свариваемым деталям), прерывателя первичной цепи (он служит для включения и выключения тока), регулятора цикла (это устройство регулирует все необходимые параметры – последовательность операций, длительность и другие).

Также в машине для сварки есть и вспомогательные блоки.

• Пневмогидравлический – здесь присутствуют фильтры, элементы, смазывающие движущиеся детали, система, которая подводит поток воздуха к приводу сжатия, система, регулирующая давление.
• Водное охлаждение сварочного аппарата.

Плюсы и минусы

Контактная сварка металлов применяется в различных областях промышленности, множество преимуществ объясняет ее популярность.

• Высокая скорость работы, если сравнивать с другими методами сварки, контактная создает более прочный шов.
• Создание одной сварочной точки происходит минимум за 0.1 секунды. Опытный сварщик за одну минуту может сделать до 600 соединений.
• Достаточно экономичный способ, так как для создания контактного соединения не требуются вспомогательные элементы – электроды, проволока для присадки, флюсы и т. д.
• Деформация металла незначительная и проявляется только в местах соединения.
• Несложный процесс, с которым справится новичок и сварщик средней квалификации.
• Контактные электроды имеют долгий срок эксплуатации и не изнашиваются длительное время.
• Самый безопасный метод сварки, так как риск возгорания сведен к минимуму.
• Контактная сварка экологически чистая – она не влияет на здоровье человека и окружающую среду.
• Благодаря высокой скорости подачи тока тепло формируется только в самом металле – это исключает нагрев всей заготовки, а также тепловые потери в процессе работы.
• Оборудование для сварки также облегчает процесс – когда ток подходит к деталям, яркая вспышка не образуется, не нужно тратить средства на оборудование для зоны обработки.
• Контактная сварка может применяться на заводском производстве конвейерным способом, когда работа происходит непрерывно.

Не обошлось и без недостатков, о которых необходимо помнить во время работы.

• Аппараты для контактной сварки стоят дорого, не каждый пользователь может их приобрести.
• Действие электрического тока должно быть минимум 1000 ампер. Питание от источника должно быть достаточно мощным.
• Швы, полученные методом контактной сварки, не такие герметичные, как при использовании технологии с применением электродов.
• Сварщику нужно обязательно следить за поступающим напряжением в области сварки – оно не должно соответствовать заданным параметрам.
• Есть ограничения, касающиеся размеров свариваемых деталей.
• Для шва большого размера необходима большая сила и мощность электрического тока.

Виды

Контактная сварка представлена несколькими видами, которые применяются в своей сфере.

Точечная

Точечная сварка – это более востребованный вид, применяющийся в быту и на производстве. Сваривать можно элементы толщиной не больше 5 миллиметров. Для создания соединения детали располагают внахлест относительно друг друга и зажимают между двумя электродами, имеющими конусообразную форму. Прижимной механизм сдавливает детали после подается электрический импульс. Размягчение металлических деталей происходит только в месте касания электродов. В результате чего образуется сварная точка диаметром несколько миллиметров.

Электроконтактная точечная сварка может быть односторонней и двусторонней. Соединение, полученное односторонним способом, не такое прочное, но с ним можно получать одновременно несколько точек – таким образом работают многоточечные сварочные машины.

Двусторонняя или нормальная сварка более востребована, здесь работают два электрода.

Для обработки металла есть два режима.

• Мягкий – применяется для заготовок из закаленной стали. Электрический импульс, проходящий через элементы, имеет малую силу тока и большую продолжительность. Мощность низкая, а нагрев плавный. Подходит для применения в быту.
• Жесткий – свариваются цветные металлы с добавлением меди и алюминия, легированные стали. В жестком режиме сила сжатия сварочных клещей и сила тока больше, чем в мягком. В зависимости от того, какая толщина у металла, длительность передаваемого импульса может составлять до сотой доли секунды. Такой режим, благодаря высокой производительности востребован на производстве.

Машины для точечной сварки делятся на четыре вида:

• универсально-стационарные;
• универсально-переносные;
• специализированно-стационарные или многоточечные;
• пресс для рельефной сварки,

Многоточечные установки делятся на два вида, в аппаратах первого типа – двухэлектродных на поверхность подводятся два электрода, в аппаратах второго типа – многоэлектродных подводятся все электроды одновременно, но электрический импульс проходит только через каждые две точки последовательно.

В точечных установках электроды находятся в специальных электрододержателях, которые крепятся к хоботам сварочной машины. Нижний хобот неподвижный, верхний же может перемещаться. В них есть специальные каналы для подачи воды охлаждения.

Сами электроды изготавливают из сплава хрома, цинка и меди или из холоднотянутой красной меди. Для производства электрододержателей используется латунь.

Рельефная

Рельефная – это вариант сварки точечного типа. Здесь на свариваемых деталях заранее подготавливают рельефы разной формы. Металлические заготовки прижимаются с двух сторон плоскими электродами, нагрев происходит только на выступах (рельефах). Главное преимущество рельефной электроконтактной сварки – длительный срок эксплуатации электродов. Благодаря специальной форме с большой контактной поверхностью они изнашиваются медленно. Минус – у сварочных машин должна быть большая мощность.

Шовная

Метод шовной или роликовой сварки используется для соединения листового металла, который располагается внахлест. Принцип действия этого метода такой же, как и у точечной, но вместо конусных электродов здесь используются дисковые. Один диск является движущимся, второй работает за счет силы трения. Разогрев и зажим заготовок происходит роликами, получается прочный диффузный шов.

Шовная сварка может проходить в нескольких режимах.

• Ролики движутся непрерывно, и подача тока тоже происходит непрерывно.
• Ролики движутся непрерывно, а подача тока прерывается.
• Движение роликов прерывается, и подача тока также прерывается.

Стыковая

При стыковой электроконтактной сварке нагрев происходит во всей области соприкосновения металлов друг с другом. Стыковая сварка может проходить двумя методами.

• Сопротивлением – заготовки очень плотно прижимаются в месте соединения, затем через них пропускают электрический импульс. После того как шов нагрелся и размягчился, электрический ток отключают. А заготовки остаются сжатыми, пока не произойдет их осадка. Когда шов затвердел, процесс заканчивается. Для работы с сопротивлением поверхности подгоняют и зачищают. Если будут присутствовать какие-либо неровности или зазоры – соединение получится непрочным. Используется этот метод для сварки сплавов из меди и алюминия, а также для низкоуглеродистых сталей.
• Оплавлением – в этом способе места соединения заготовок предварительно разогревают с помощью тока, затем медленно соединяют их между собой. Далее проводят осадку.

Главный недостаток сварки оплавлением – расплавленные металлические элементы могут сгорать или разбрызгиваться. Этот метод подходит для соединения деталей из разных сплавов.

По тому, как будет осаживаться готовый шов, сварочные аппараты для стыковой сварки делят на три вида.

• С рычажно-эксцентриковой системой подачи и осадки. Здесь также есть механизм для обжига свариваемой зоны в зажимах аппарата.
• Установки для сварки методом оплавления или для оплавления с дополнительным подогревом. В системе аппарата есть встроенный привод осадки с пружинной системой, благодаря чему возможна сварка сопротивлением. У машин данного типа система подачи и осадки – ручная.
• На аппаратах третьего вида процесс сварки проходит оплавлением без перерыва, предварительно подогретых стыков металлических листов. Цикл может быть автоматический или полуавтоматический.

Отдельно стоит отметить такую сварку, как конденсаторная – это вид сварки накопленной электроэнергией. В конденсаторах есть запасенная энергия, которая во время разряда трансформируется в тепловую энергию. Есть два способа конденсаторной сварки.

• Безтрансформаторная или ударная – конденсатор подключается сразу к металлу. Во время удара одного элемента о второй происходит разряд конденсатора, в это время кромки металлов оплавляются, а затем свариваются во время усадки. Применяется для стыковой электросварки.
• Трансформаторная – здесь конденсаторы разряжаются на первичный контур (обмотку), а во вторичном узле располагаются уже зажатые электродами детали. Используют для точечной или шовной сварки.

Сферы применения

Область, в которой применяется электроконтактная сварка, довольно большая – это могут быть и массивные конструкции. Например, космические летательные аппараты, а также миниатюрные полупроводники и микросхемы. Сваривать можно детали практически из любых металлов – высоколегированные и низкоуглеродистые стали, нержавеющие стали, различные сплавы. Точечный метод используется в производстве автомобилей, вагонов, летательных аппаратов, аккумуляторов, в строительстве и радиоэлектронике. Толщина соединяемых элементов варьируется от нескольких микрометров до 3 сантиметров.

Шовная электроконтактная сварка используется для производства влагонепроницаемых емкостей. Шовной сваркой получают прочноплотные соединения в приборостроительной сфере. Рельефным методом сваривают кронштейны и листовые детали. Например, для кузовного ремонта автомобилей, для крепления дверных петель, для соединения крепежей. У стыковой электросварки сфера применения довольно ограничена из-за того, что сложно обеспечить равномерный нагрев стыков.

В основном используется для сваривания трубопроводов, рельсов (для создания железной дороги в стационарных или полевых условиях), проволоки или различных стержней.

Как сделать машину для сварки своими руками?

Процесс контактной сварки можно осуществить при помощи специальных установок или при помощи самодельных, сделанных своими руками. Стандартная сварочная техника для электроконтактной сварки не подойдет.

Из трансформатора

Создать простой аппарат для сварки точечным методом в домашних условиях можно из обычного трансформатора. Для этого не нужны специальные схемы и оборудование. Разбирать сердечник нет необходимости, нужно просто спилить и высверлить вторичную обмотку – обычно она находится вверху. С помощью ножовки по металлу срезается вторичная обмотка, во время работы нужно соблюдать осторожность и аккуратность, чтобы не нарушить целостность первичной обмотки. А сверлом по металлу удаляются остатки.

Теперь понадобится многожильный провод в изоляции, около 5 – 7 метров. Его наматывают на трансформатор: высота – 6 рядов; толщина – 3 слоя. Должно выйти 8 – 10 витков. Обмотка не должна быть слабой и болтаться. Направление вторичной намотки должно быть в ту же сторону, что и у первичной. Выводы первичной обмотки подсоединяются к шнуру питания, а вторичной – к сварочным кабелям. На кабель устанавливается электрододержатель и медный электрод, размер которого подбирается в зависимости от силы тока.

Из микроволновки

Для работы понадобятся две микроволновки, а точнее – два трансформатора, которые находятся внутри. Они характеризуются как повышающие – напряжение в 220 вольт преобразуют в 2.5 киловольт. Мощность достигает 1200 ватт. Для начала нужно разобрать технику и демонтировать трансформаторы. Весь процесс работы проходит так же, как и при создании сварочного аппарата из трансформатора, только в данном методе их используется два, соответственно, и провода понадобится больше – около 11 – 13 метров. Его наматывают на каждый трансформатор. Включаются они последовательно – можно сделать механизм одним проводом, а можно двумя, но потом соединить их.

Затем параллельно подключаются обмотки на 220 вольт, для этого можно взять автомобильные наконечники с термоусадочной трубкой. Для удобства оба трансформатора можно монтировать на деревянную доску. Так как в процессе сварки трансформаторы сильно нагреваются, нужно давать время им остыть. Для тонкого металла такой самодельный станок не подойдет, так из-за высоко напряжения его попросту разрежет.

Для уменьшения подачи импульса можно использовать резистор. Для этого отрезок стального провода подключается к цепи низковольтной обмотки.

Из сварочного аппарата

Изготовление споттера из инвертора (сварочного аппарата) – один из популярных способов создания контактной электросварки своими силами. Различные модификации споттера можно найти в сети интернет на различных чертежах и схемах, главное – разобраться в обозначениях. Для сборки конструкции понадобятся следующие материалы.

• Трансформатор.
• Тиристор.
• Реле.
• Контроллер.
• Диодный мост.
• Переключатель контактов.
• Сварочный инвертор.
• Кнопки, регулирующие работу.

До трансформатора должен быть подключен диодный мост. К нему подсоединяется тиристор. Трансформатор нужен для подачи питания в узел управления в цепи. Силовой кабель следует подбирать в зависимости от мощности сварочного станка – от 70 мм2. Длина провода на массу – 1.7 метров, для подсоединения молотка – 2.1 метров.

Внешняя обмотка трансформатора создается из медной проволоки размеров – 4, 5, 6. Если в оборудовании будет использоваться батарея, то медный провод можно заменить на алюминиевый. Главный механизм в устройстве споттера – это пистолет. Его можно заменить деталью от полуавтоматической сварки или приспособлением для строительного клея. Если «под рукой» не оказалось тиристора и диодного моста, в качестве замены можно взять симистры.

Работа самодельного споттера проходит в следующем порядке.

• Через кнопку питания подается сигнал на конденсатор, он включается, а вместе с ним тиристор и резистор.
• Через диоды подается электрический импульс на трансформатор.
• Затем электрод начинает «свариваться» с обрабатываемой поверхностью.
• После того как конденсатор разрядился, тиристор должен закрыться, а от трансформатора отходит электрический ток.
• На этом работа сварочной установки закончена, кроме конденсатора, который начинает заряжаться от трансформатора.

Сварочный процесс

Независимо от того, какая технология применяется для сварки стали, меди, нержавейки и других металлов, процесс включает несколько этапов.

• Для более плотного соприкосновения деталей поверхности нужно предварительно обработать, так напряжение электроэнергии будет одинаковым по всей поверхности. Для получения ровной поверхности материал обрабатывают механическими способами.
• После чего детали помещают в специальные зажимные клещи сварочной установки. Прижать детали можно и вручную, но из-за недостаточного давления качество шва будет хуже.
• На свариваемые детали поступает электрический импульс, который преобразуется в тепло и плавит металл – образуется ядро. Так как на поверхности оказывается давление, выплескивание ядра не происходит.
• После того как ток был отключен, остывшее ядро образует сварочный шов. Если варить правильно с соблюдением технологии, то прочность шва не будет уступать прочности металла.

Дополнительно

• Для работы с большими деталями или труднодоступными местами применяют сварочные пистолеты или переносные клещи.
• При сварке алюминия используются специальные электроды с наконечниками – это нужно для того, чтобы избежать образования вмятин на поверхности.
• Точечную сварку иногда приходится убирать при помощи высверливания, например, для ремонта автомобилей. Для этого есть специальные фрезы или сверла для высверливания.
• Для бытовых работ обычно приобретают компактных аппараты с регулятором мощности. Самый востребованный – это споттер. У него низкая цена, в конструкции отсутствуют зажимные клещи, а импульс передается через вывод, подводимый сразу к электроду и детали.
• Перед началом сварки можно потренироваться в подборе оптимального импульса. На таймере аппарата для точечной сварки можно менять длительность импульса, для разных материалов он будет разный (например: для проволоки 2 – 3 миллиметра нужен не сильно длинный импульс, иначе возможен прожог; а для соединения арматуры чуть больше, чтобы место сварки было прочным).

Возможные дефекты

Во время работы могут возникать дефекты, негативно сказывающиеся на конечном результате.

• Прожог – этот дефект появляется из-за большого напряжения, из-за продолжительного импульса или при сильном сжатии деталей. Перегретый металл начинает стекать, образуется отверстие, в итоге сваренные края можно легко оторвать. Чтобы избежать этого, нужно уменьшить силу подачи электрического тока и силу прижима.
• Расплескивание металла – в процессе работы из точек соединения начинают вылетать искры. Возникает это из-за сильного сжатия элементов или из-за слабой подачи импульса длительное время. Металл начинает выходить за контуры «ядра», а в этом месте образуются пустоты – прочность соединения нарушается.
• Непровар – появляется из-за слабо-подаваемого тока, недостаточной силы прижима или ослабленных щипцов. Возникает непровар, если места сварки находятся рядом.
• Уменьшение размера сварки – возникает из-за непродолжительного импульса либо детали были не плотно сжаты.

В месте соединения в результате такого дефекта возникает несколько микроточек – такое соединение нельзя охарактеризовать как прочное.

В следующем видео вас ждет современный процесс точечной сварки металлических предметов.

Контактная сварка | Сварка и сварщик

Принципы процесса контактной сварки и общее представление о его разновидностях

Контактная сварка

это процесс образования неразъемных соединений конструкционных металлов в результате их кратковременного нагрева электрическим током и пластического деформирования усилием сжатия.

Разновидности процесса контактной сварки

Точечная сварка

Точечная сварка

способ контактной сварки, при котором детали свариваются по отдельным ограниченным участкам касания (по ряду точек).

При точечной сварке детали 1 собирают внахлестку, сжимают между электродами 2, к которым подключен источник электрической энергии 3 (например, сварочный трансформатор). Детали нагреваются при кратковременном прохождении сварочного тока до образования зоны взаимного расплавления деталей 4, называемой ядром. Нагрев зоны сварки сопровождается пластической деформацией металла в зоне контакта деталей (вокруг ядра), где образуется уплотняющий поясок 5, надежно предохраняющий жидкий металл от выплеска и от окружающего воздуха. Поэтому специальной защиты зоны сварки не требуется.

После выключения тока расплавленный металл ядра быстро кристаллизуется, и образуются металлические связи между соединяемыми деталями. Таким образом, образование соединения при точечной сварке происходит с расплавлением металла.

Шовная сварка

Шовная сварка

способ получения герметичного соединения (шва) путем образования ряда перекрывающихся точек.

Подвод тока и перемещение деталей осуществляют с помощью вращающихся дисковых электродов – роликов 2. Как и при точечной сварке, детали 1 собирают внахлестку и нагревают кратковременными импульсами сварочного тока от источника 3 в результате чего образуется ряд перекрывающихся точек 4.

Рельефная сварка

Рельефная сварка

одна из разновидностей точечной сварки.

При этом на поверхности одной из деталей 1 предварительно формируют выступ – рельеф, который ограничивает начальную площадь контакта деталей. В результате в этой зоне повышаются плотность тока и скорость тепловыделения. При нагреве рельеф постепенно деформируется; на определенной стадии процесса сварки формируется ядро, как при обычной точечной сварке. Сжатие деталей 1 и подвод к ним сварочного напряжения осуществляется при помощи плит 2.

Стыковая сварка

Стыковая сварка

способ контактной сварки, когда детали соединяются по всей площади касания (по всему сечению).

Детали 1 закрепляют в токоподводящих зажимах 2 и 4, один из которых (4) подвижен и соединен с приводом усилия сжатия машины. Напряжение к деталям подают от источника 3.

При стыковой сварке сопротивлением детали предварительно сжимают усилием и включают в сеть сварочный трансформатор. По деталям протекает сварочный ток, и происходит постепенный нагрев стыка деталей до температуры, близкой к температуре плавления. Затем сварочный ток выключают и резко увеличивают усилие осадки деталей, которые деформируются в стыке. При этом из зоны сварки частично выдавливаются поверхностные пленки, формируется физический контакт, и образуется соединение.

При стыковой сварке оплавлением вначале на детали подают напряжение от сварочного трансформатора, а затем их сближают. При соприкосновении деталей в отдельных контактах вследствие большой плотности тока металл контактов быстро нагревается и взрывообразно разрушается. Нагрев торцов деталей происходит за счет непрерывного образования и разрушения контактов – перемычек. К концу процесса на торцах образуется сплошной слой жидкого металла. В этот момент резко увеличивают скорость сближения и усилие осадки F деталей; торцы смыкаются, большая часть жидкого металла вместе с поверхностными пленками и частью твердого металла выдавливается из зоны сварки, образуя утолщение – грат. Сварочный ток выключается автоматически во время осадки деталей. Для более равномерного нагрева деталей по сечению и получения однородных свойств соединений в ряде случаев до начала оплавления торец подогревают током способом сварки сопротивле­нием.

Шунтирование тока. Шунтирование тока проявляется в протекании части тока вне зоны сварки, например, через ранее сваренные точки при двухсторонней точечной сварке или через одну из деталей при односторонней сварке, при шовной сварке, при стыковой сварке изделий замкнутой формы. Шунтирование в значительной мере нарушает симметрию электрического поля и может привести к уменьшению плотности тока. Токи шунтирования обычно снижаются в процессе сварки за счет нагрева шунта и снижения сопротивления электрод-электрод.

Роль пластической деформации

Пластическая деформация металла вызывается как внешними, факторами – усилием со стороны электродов, так и внутренними – напряжениями, возникающими при несвободном расширении металла зоны сварки. При точечной, шовной, рельефной и стыковой сварке сопротивлением пластическая деформация металла присутствует на протяжении всего процесса сварки: от формирования холодного контакта до проковки соединения. При сварке оплавлением деформация происходит на этапе предварительного подогрева и осадки.

Основная роль пластической деформации при точечной, шовной и рельефной сварке заключается в формировании электрического контакта, в образовании пластического пояса для удержания расплавленного металла от выплеска и ограничения растекания сварочного тока во внутреннем контакте, в уплотнении металла на стадии охлаждения.

Основная роль пластической деформации при стыковой сварке заключается в удалении оксидов для образования металлических связей в стыке (второй этап цикла сварки) и электрических контактов (преимущественно в течение первого этапа нагрева). Деформация вызывается действием усилия сжатия, создаваемого приводом сварочной машины. Для образования начального электрического контакта достаточно небольшого давления, при котором происходит микропластическая деформация рельефа поверхности торцов. Для удаления оксидов и образования связей требуется относительно большая объемная пластическая деформация деталей. При стыковой сварке в большинстве случаев используется свободная схема объемной деформации, при которой металл течет без какого-либо внешнего ограничения. В процессе стыковой сварки о величине деформации судят по укорочению деталей, вызванному осадкой.

Дефекты соединений и причины их образования при контактной сварке

Основными дефектами при точечной, шовной и рельефной сварке являются:

• Непровары – проявляется в виде полного отсутствия или уменьшения литого ядра, а также при частичном или полном сохранении оксидной пленки или плакирующего слоя в контакте деталь-деталь; выплески, несплошности зоны сварки (трещины, раковины), снижение коррозионной стойкости соединений, неблагоприятные изменения структуры метала. Общая причина непровара – изменение параметров режима сварки (снижение тока и времени сварки, увеличение усилия сжатия и диаметра электродов), а также других технологических факторов (малая нахлестка, расстояние между точками, большие зазоры), приводящие к снижению плотности тока (тепловыделения).
• Выплески – это выброс части расплавленного металла из зоны сварки. Выплески разделяют на наружные (из области контакта электрод-деталь), внутренние (между деталями), начальные (на I этапе формирования соединения) и конечные (на II этапе). Общая причина появления этого дефекта состоит в отставании скорости деформации от скорости нагрева.
• Несплошности зоны сварки: наружные и внутренние трещины, раковины. Трещины являются горячими и образуются преимущественно в температурном интервале хрупкости.
• Снижение коррозионной стойкости соединений – возникает в результате переноса части электродного металла на поверхность вмятины и может вызвать усиленную коррозию в этой части соединения.
• Неблагоприятные изменения структуры металла сварного соединения – возникают как следствие термодеформационного цикла сварки.

Основные дефекты стыковой сварки:

• Непровар – полное или частичное отсутствие металлической связи. Причина непровара – наличие в стыке оксидов или недостаточный нагрев торцов.
• Искривление волокон в области стыка обычно наблюдается при чрезмерной осадке.
• Расслоения и трещины (обычно продольные горячие) возникают также при чрезмерной осадке.
• Дефекты структуры (крупное зерно, загрязнение стыка неметаллическими включениями, снижение содержания легирующих элементов в стыке и т. п.) – могут быть вызваны перегревом металла, окислением при сварке, выгоранием легирующих элементов.

Области применения процессов контактной сварки и основные проблемы

Точечной и шовной сваркой обычно соединяют детали толщиной 0,5-6 мм. Толщина свариваемых деталей может быть одинаковой или различной. Материал деталей может быть однородным или разнородным. Если герметичность не требуется, то применяют точечную сварку. Прочноплотные соединения выполняют шовной сваркой.

При ограниченном доступе к месту сварки применяют односторонний подвод тока. Для повышения производительности и уменьшения коробления используют многоточечную сварку.

Сваркой сопротивлением обычно соединяют детали небольшого, как правило, круглого, сечения (например, из низкоуглеродистых сталей не более 200 мм²).

Сваркой непрерывным оплавлением сваривают детали сечением до 1000 мм² (из низкоуглеродистой стали) и детали большого периметра (трубы, листы и др.).

Оборудование и приспособления

Для машин общего назначения ГОСТ 297—80 устанавливает, в частности, следующие основные параметры.

• Наибольший вторичный ток. Это ток, который проходит во вторичном (сварочном) контуре при его коротком замыкании на максимальной ступени регулирования при номинальных значениях раствора и вылета сварочного контура.
• Номинальное и (или) наименьшее и наибольшее усилия сжатия электродов — для точечных, шовных и рельефных машин.
• Требования к геометрическим параметрам электродов и консолям машины (размеры контура относятся к наиболее важным параметрам машины; контуры состоят из жестких и гибких токоведущих элементов, которые соединяют вторичные витки сварочного трансформатора с оснасткой машин).

Оснастка машин включает консоли, электрододержатели, электроды, токоподводящие губки и другие элементы, размеры и конструкция которых может меняться в зависимости от конструкции изделия. На этих элементах иногда устанавливают приспособления, фиксирующие или поддерживающие свариваемые, детали, загрузочные или съемные механизмы. Вторичный контур характеризуется такими параметрами:

• активное сопротивление;
• индуктивное сопротивление;
• полное сопротивление в режиме короткого замыкания.

В состав точечных, рельефных, шовных, подвесных и многоэлектродных машин входят приводы сжатия. В период протекания сварочного тока эти приводы формируют на электродах постоянное или изменяющееся во времени сварочное усилие. В необходимых случаях такие приводы создают на электродах усилие предварительного обжатия (до включения тока) и ковочное усилие (после выключения тока), превышающие уровень сварочного усилия. В большинстве машин приводы сжатия являются пневматическими, реже – пружинными.

Привода вращения роликов шовных машин – обеспечивают передвижение свариваемых деталей на шаг точек. Вращение роликов может быть непрерывным и прерывистым. Приводным может быть один из роликов, а в некоторых случаях крутящий момент передается сразу на оба ролика.

Электроды для точечной сварки и ролики для шовной сварки состоят из: рабочей части, части, обеспечивающей соединение с машиной, и средней (основной) части. Рабочая часть обеспечивает непосредственный контакт (электрический и механический) электрода со свариваемыми деталями и имеет рабочую поверхность, форма и размеры которой являются важной технологической характеристикой электрода (ролика). В настоящее время наиболее распространены две формы рабочей поверхности: плоская (цилиндрическая у роликов) и сферическая. Основной функцией электродов и роликов является подвод тока к деталям и передача к ним сварочного усилия. Внутренняя часть большинства электродов для точечной сварки имеет канал для подачи охлаждающей воды. Внутри охлаждающего канала находится трубка, по которой поступает вода.

Параметры режима контактной сварки

В зависимости от роли процессов тепловыделения и теплоотвода различают жесткие и мягкие режимы сварки.

Жесткий режим характеризуется высоким значением сварочного тока и малым временем сварки. Жесткий режим характеризуется высокими скоростями нагрева и охлаждения. Такие режимы применяют при сварке материалов, обладающих высокой теплопроводностью и малым удельным электрическим сопротивлением.

Мягкие режимы характерны значительной длительностью протекания тока относительно малой силы. При этом происходит значительный теплообмен внутри деталей и с электродами.

Цикл контактной точечной и рельефной сварки состоит из предварительного сжатия, нагрева и проковки.

При сварке сопротивлением основными параметрами режима являются сварочный ток, или плотность тока, время протекания тока, начальное усилие сжатия и усилие осадки, укорочение деталей при сварке, установочная длина (начальное расстояние между внутренними краями токоподводов).

Основные параметры режима при сварке оплавлением: скорость оплавления, плотность тока при оплавлении, припуск на оплавление, время оплавления, величина осадки и ее скорость, длительность осадки под током, величина осадки под током, усилие осадки или давление осадки, установочная длина детали. Задают также напряжение холостого хода машины и программу его изменения.

Типовой технологический процесс производства сварных узлов состоит из таких операций:

• изготовление деталей;
• подготовка деталей;
• сборка;
• сварка;
• доводочные операции;
• антикоррозионная защита;
• контроль.

Как производиться контактная сварка, основа и технология

Контактная сварка применяется для соединения металлических элементов при помощи давления и электрического импульса. Основная область использования такого вида сварочных работ это промышленное производство разного рода механизмов, автомобилей, самолётов, судов, агрегатов для сельскохозяйственного использования.

Благодаря высокому качеству и возможности быстрого создания множества сварочных точек, такие устройства набирают широкого спроса. В промышленных масштабах такая установка неоспоримо лучше инвертора, так как скорость и качество сварки зачастую намного лучше.

Немного о принципе сварки

Принцип работы сварки довольно простой, но это только на первый взгляд. Под действием давления, сварочные электроды сжимают две детали в необходимой точке с установленным усилием, после чего подаётся импульс тока. Ток разогревает место сваривания и плавит его до жидкого состояния. Так как время сварки достаточно мало, то точка сразу начинает кристаллизоваться и образовывать сварочное ядро в месте разогрева.

Для увеличения прочности соединения, давление должно продолжаться после выключения электрического импульса ещё определённый промежуток времени. После чего ядро обретает максимально мелку структуру, и прочность стаёт приближённой к основному металлу. В идеале, после выключения тока, давление должно увеличиваться.

В этой статье мы разберём рабочий процесс контактной сварки, узнаем какие виды, и особенности сварки бывают. Опишем разновидности электродов и для чего они нужны. Разобравшись с этими вопросами, вы сможете четко понимать, что такое электрическая контактная сварка и для чего она предназначена.

Процесс работы

Электрическая контактная сварка разделяется на этапы, пойдя которые получается качественная конструкция. Весь процесс можно разделить на следующие пункты:

1. Подбор материалов, которые будут использоваться для создания детали.
2. Определение наиболее подходящего по характеристикам и особенностям строения устройства.
3. Подготовка поверхности металла.
4. Начало сваривания, установка заготовки, подача импульса, охлаждение.
5. Финишный контроль качества, проверка на наличие дефектов и брака.

Пройдя все этапы, получается полностью готовая качественно сваренная деталь, которую уже можно подвергать дальнейшей обработке. Сам процесс нагревания и охлаждения проходит очень быстро, некоторые машины способны создавать до шести сотен точек за одну минуту.

Виды сварки и их особенности

Контактные соединения разделяются на четыре категории, которые имеют свои особенности и способы применения. Давайте разберем, какие виды бывают:

• Контактная точечная.
• Стыковая.
• Контактная шовная.
• Рельефная.

Теперь более подробно поговорим о каждой из них, чтобы вы конкретно смогли понять, что каждый вид представляет и какие его особенности. Точечные сварочные соединения помогают соединять детали в одной либо сразу во многих местах точками. Точка образуется в процессе нагревания и расплавления металла под воздействием электрического импульсного тока, формы электродов, которые давлением воздействуют на материал и времени нагревания.

Разные вариации всех этих показателей помогают выполнить сварную точку любой формы, прочности и прочее.

Классификация видов сварки

Широко используются в производствах большого масштаба и при серийном однотипном выпуске механизмов. Также используют для создания батарей аккумуляторов.
Для соединения деталей сразу по всей площади их стыка, используется контактная стыковая.

Благодаря такому способу, две детали впоследствии нагрева соединяются в единую конструкцию сразу на большой площади, за короткий промежуток времени. Время и способ такой состыковки зависит от характеристик металла, общей свариваемой площади и необходимой прочности соединения.

Разновидности сварных соединений

Стыковую сварку выполняют тремя методами:

1. Сопротивление.
2. Непрерывное оплавление.
3. Оплавление с одновременным разогревом места сварки.

Для деталей небольшого сечения, до двух квадратных сантиметров, применяется метод сопротивления. Также такой метод часто применяется для труб из металлов с низким содержанием углерода. Детали, площадь сечения которых не превышает отметку в 10 тысяч квадратных сантиметров, используется метод оплавления. Область применения очень широкая, он сваривания арматурных конструкций в железобетоне, до создания бесшовной железной дороги.

Такая технология помогает изготавливать детали очень большой длины при этом не оставляя никаких заметных швов. С помощью оплавления сваривают режущие инструменты, например, наконечники для сверла либо лезвия ножей. Свариваются массивные цепи судовых якорей. Оплавление с разогревом, это модификация обычного оплавления, используется для создания более качественного сварного шва.

Шовная сварка

Шовная контактная сварка производится путём наваривания нескольких точек в ряд. Такие точки могут быть герметичными, если делать их внахлёст. Если же оставлять промежуток, она будет практически похожа на обычную, точечную. Процесс такой сварки может выполняться на одном или нескольких сварочных станках. Дисковая роликовая установка вращается по контуру, который необходимо сварить, оставляя за собой точки.

Если роликовая прокатка проходи с одной стороны тогда она односторонняя. Если роликовая прокатка с двух сторон, тогда соединение происходит с каждой стороны. Этот метод хорош тем, что может быть как односторонняя, так и двусторонняя, что хорошо в определённых случаях.

Самый качественный шов получается на металлах толщиной 0.2-3 миллиметра. Применяются для создания герметичных швов в алюминиевых бочках, канистрах и прочих ёмкостях.

Контактная рельефная сварка, очень похожа на точечную. Для его выполнения, заранее подготавливаются специальные выпуклые участки, которые и свариваются. Главной особенностью является то, что форма сварной точки в таком случае зависит от того какая форма выпуклости была сделана, а не от формы используемого электрода. Область применения довольно широкая, от автомобилей до различных электрических приборов.

Характеристики используемых электродов

Электроды имеют следующие характеристики, благодаря которым и получается сделать качественную сварку:

• Высокая устойчивость к температурам (могут выдерживать нагревание свыше шестисот градусов).
• Высокая плотность материала, что позволяет сохранять форму, даже при ударных сжатиях, равных пяти-шести килограммам на квадратный миллиметр.
• Очень высокая тепловая и электрическая проводимость. Благодаря высокой электрической проводимости могут передавать импульс тока без потерь.
• Для односторонней или двусторонней сварки, электроды имеют плоскую форму диска. Для остальных видов используются бочкообразные элементы.

Прочитав данную статью, вы смогли разобраться с технологическим процессом устройства контактной сварки. Узнали, какие виды контактной сварки бывают, и на какие разновидности разделяются электроды. Теперь можно переходить и к практическому изучению этого процесса.

Что такое точечная сварка? (Полное руководство по процессу сварки)

Количество тепла зависит от теплопроводности и электрического сопротивления металла, а также от продолжительности воздействия тока. Это тепло можно выразить уравнением:

Q = I ² Rt

В этом уравнении «Q» — это тепловая энергия, «I» — ток, «R» — электрическое сопротивление и «t» — время, в течение которого приложен ток.

Материалы для точечной сварки

Благодаря более низкой теплопроводности и более высокому электрическому сопротивлению сталь сравнительно легко поддается точечной сварке, а низкоуглеродистая сталь лучше всего подходит для точечной сварки.Однако стали с высоким содержанием углерода (углеродный эквивалент> 0,4 ​​мас.%) Склонны к низкой вязкости разрушения или образованию трещин в сварных швах, поскольку они имеют тенденцию к образованию твердых и хрупких микроструктур.

Для оцинкованной стали (оцинкованной) для сварки требуется немного более высокий сварочный ток, чем для стали без покрытия. Кроме того, в случае цинковых сплавов медные электроды быстро разрушают поверхность и приводят к потере качества сварки. При точечной сварке сталей с цинковым покрытием необходимо либо часто менять электроды, либо поверхность кончика электрода должна быть «зачищена», когда резак удаляет загрязненный материал, обнажая чистую медную поверхность и изменяя форму электрода.

Другие материалы, обычно свариваемые точечной сваркой, включают нержавеющие стали (в частности, аустенитные и ферритные марки), никелевые сплавы и титан.

Хотя алюминий по теплопроводности и электрическому сопротивлению близок к медным, температура плавления алюминия ниже, что означает, что сварка возможна. Однако из-за его низкого сопротивления при сварке алюминия необходимо использовать очень высокие уровни тока (в два-три раза выше, чем для стали эквивалентной толщины).

Кроме того, алюминий разрушает поверхность медных электродов в очень небольшом количестве сварных швов, а это означает, что добиться стабильного высокого качества сварки очень сложно. По этой причине в настоящее время в промышленности можно найти только специализированные области применения точечной сварки алюминия. Появляются различные новые технологические разработки, которые помогают обеспечить стабильную высококачественную точечную сварку алюминия.

Медь и ее сплавы также могут быть соединены точечной сваркой сопротивлением, хотя точечная сварка меди не может быть легко достигнута с помощью обычных электродов для точечной сварки из медных сплавов, поскольку тепловыделение в электродах и заготовке очень похоже.

Решением для сварки меди является использование электрода, изготовленного из сплава с высоким электрическим сопротивлением и температурой плавления, намного превышающей точку плавления меди (намного выше 1080 ° C). Материалы электродов, обычно используемые для точечной сварки меди, включают молибден и вольфрам.

Где применяется точечная сварка?

Точечная сварка находит применение в ряде отраслей, включая автомобилестроение, аэрокосмическую, железнодорожную, бытовую технику, металлическую мебель, электронику, медицинское строительство и строительство.

Учитывая легкость, с которой точечную сварку можно автоматизировать в сочетании с роботами и системами манипуляции, это наиболее распространенный процесс соединения на производственных линиях большого объема и, в частности, был основным процессом соединения при строительстве стальных вагонов на протяжении более 100 лет. .

Сварка кузовов на автомобильной производственной линии.

Часто задаваемые вопросы по теме

Что такое точечная сварка? — Монро Инжиниринг

Точечная сварка, также известная как точечная контактная сварка, представляет собой процесс сварки, при котором для соединения двух или более металлических поверхностей используется электрический ток.Обычно он используется для соединения листового металла. По мере того, как соответствующие металлические поверхности нагреваются, они плавятся вместе за счет тепла, создаваемого электродами. Чтобы узнать больше о точечной сварке и о том, как она работает, продолжайте читать.

Основы точечной сварки

Для точечной сварки необходимо использовать электроды из медного сплава для фокусировки электрического тока на небольшом участке между соединяемыми металлическими поверхностями. Электроды также предназначены для создания давления, которое отвечает за удержание заготовок на месте.Поскольку электроды из медного сплава выделяют тепло, металлические детали контролируемым образом сплавляются.

Есть три основных этапа точечной сварки. Первый этап включает нанесение электродов из медного сплава на металлические детали. Затем электрический ток прекращается, хотя электроды присутствуют. После прекращения подачи тока металлические детали охлаждаются с помощью специальных каналов, проходящих через центр электродов из медного сплава.

Преимущества точечной сварки

Точечная сварка дает несколько преимуществ, одно из которых — способность упрочнять заготовки.Поскольку он использует тепло для плавления и плавления поверхностей металлических деталей, он имеет тенденцию делать их более твердыми.

Точечная сварка — это еще и быстрый процесс сварки. Согласно Википедии, среднее время точечной сварки составляет всего 0,01–0,63 секунды. Как и в случае с другими сварочными процессами, время сварки зависит от толщины заготовок. Более толстые заготовки обычно имеют более продолжительное время сварки, чем более тонкие заготовки.

Недостатки точечной сварки

С другой стороны, точечная сварка имеет некоторые потенциальные недостатки.Хотя точечная сварка увеличивает прочность соединяемых деталей — по крайней мере, в тех областях, где они соединяются, — она ​​также может вызвать их деформацию. Площадь нагреваемых деталей существенно сузится, что приведет к короблению.

К сожалению, точечная сварка не особенно привлекательна. Легко увидеть, где именно две детали были соединены точечной сваркой. В швах проплавлен материал, который выглядит неаккуратно и некрасиво. Конечно, не во всех случаях требуется красивый или чистый сварной шов.Тем не менее, это все еще потенциальный недостаток точечной сварки по сравнению с другими сварочными процессами.

Заключение

Существует около десятка различных видов сварочных процессов, один из которых — точечная. Это называется «точечной сваркой», потому что она фокусирует тепло на небольшой и точной области соединяемых деталей.

Что такое точечная сварка (и насколько это важно)?

Точечная сварка — одна из самых первых сварочных процедур.Он используется в большом количестве предприятий, но особенно для сварки автомобильных кузовов из листовой стали.

Так что же такое точечная сварка? Точечная сварка считается одним из наиболее эффективных сварочных процессов и обычно используется для соединения двух или более металлических листов в один. Чтобы сделать это возможным, сварщик должен приложить не только огромное давление и тепло, но и электрический ток через листы, чтобы устранить сопротивление и заставить их плавиться.

Этот метод используется в нескольких отраслях, о которых мы поговорим в конце, но он особенно важен для сварки листов низкоуглеродистой стали для кузовов автомобилей.Размер и форма сварных швов зависят от размера используемых электродов, которые, в свою очередь, зависят от толщины основного металла и квалификации сварщика.

Как работает точечная сварка

Лучший способ понять, как работает точечная сварка, — это выполнить входящие в нее шаги. Вот краткий обзор:

Шаг 1 — заготовки и металлические листы выровнены

Сначала заготовки или металлические листы точно выровнены. Это важный шаг, потому что после того, как листы будут сварены, пути назад уже не будет.Если они не выровнены правильно, сварной шов будет неправильным, и этот шаг придется повторить с новыми листами.

Этап 2 — прессование электрода

На следующем этапе выбираются подходящие электроды для сварки двух деталей вместе. Вместо электродов сопротивления из чистой меди используются чисто тугоплавкие из-за их способности удерживать тепло и противостоять окислению. Он также содержит фракции молибдена (МО), температура плавления которого достаточно высока, чтобы предотвратить расслоение.

Шаг 3 — ток проходит через электроды

После того, как электроды помещены в нужное положение, ножная педаль используется для генерирования тока высокого напряжения, который течет через стержни в заготовки. Прижатие электродов к металлическим листам с соответствующим давлением имеет жизненно важное значение, когда речь идет о качественных сварных швах.

Тепло, необходимое для плавления металла, генерируется за счет сопротивления основного металла и ограничивается точкой, где встречаются электрод и область сварного шва.Ток отключается на стадии выдержки, пока поддерживается давление, и самородку дают остыть.

Время, в течение которого ток проходит через детали, и тип используемого тока зависят от толщины и типа материала, с которым вы работаете. После точного соединения листов электроды снимаются и перемещаются в следующей точке сварки.

Материалы, подходящие для точечной сварки

Для точечной сварки можно использовать несколько типов материалов, помимо металлических материалов; это также включает проволочную сетку.Сталь предпочтительнее, особенно в автомобильной промышленности, потому что она имеет высокое электрическое сопротивление и не так прочен в качестве проводника, как другие материалы.

Точно так же низкоуглеродистая сталь используется чаще, чем сталь с высоким содержанием углерода из-за ее устойчивости к трещинам. Сварные швы из нержавеющей стали также считаются менее твердыми, чем сварные швы из низкоуглеродистой стали и смешанной стали, но никелевые сплавы и титан также являются популярным выбором.

Напротив, точечная сварка металлов, таких как алюминий и гальванизированная сталь, может быть затруднена, поскольку для образования сварного шва в обоих случаях требуется более высокий уровень электрического тока.Однако даже самый лучший материал может быть трудно сваривать, если он не соответствующей толщины.

Как правило, толщина листов должна быть не менее 3 мм. И оба должны быть одинакового размера для достижения оптимальных результатов. С другой стороны, если листы имеют разные размеры, для получения качественного сварного шва следует поддерживать соотношение 3: 1.

Параметры точечной сварки

Как один из наиболее широко используемых вариантов процесса контактной сварки, точечная сварка зависит от нескольких параметров, каждый из которых имеет свои применения и преимущества.К ним относятся:

Сила электрода

Под силой электрода мы понимаем энергию, которая требуется для соединения металлических листов, которые должны быть сплавлены. Чем больше сила, тем больше тепла выделяется, поэтому инженеры должны быть осторожны, чтобы не ухудшить качество сварного шва.

Для увеличения усилия также необходимо увеличить сварочный ток. Однако, если его повернуть слишком высоко, разбрызгивание между листами и электродом также будет большим. Результат? Электроды прилипнут к листам и, возможно, испортятся.

Кроме того, если давление будет слишком высоким, вы в конечном итоге создадите небольшой точечный сварной шов по мере прохождения тока, а тепло, создаваемое листами и электродами, будет распространяться по большей площади, тем самым уменьшая проплавление сварного шва.

Время сжатия

Время сжатия относится к периоду между первоначальным приложением силы электрода к заготовкам и первым приложением тока. Этот параметр, также известный как запрограммированное время сжатия, стабилизирует наконечник перед текущим приложением.Если этот шаг пропустить, это может привести к преждевременному износу электрода, выбросу на поверхности раздела и возникновению дуги.

Если продолжительность обжатия увеличится, это может дать вам качественный сварной шов, но это может стоить вам рабочих операций, поскольку будет производить меньше сварных деталей за смену. Точно так же более короткое время сжатия может привести к нестабильному качеству и удалению металла.

Обычно время сжатия должно быть запрограммировано в источнике питания таким образом, чтобы дать время для стабилизации силы электрода.

Продолжительность сварки или время сварки

Время сварки — это продолжительность, в течение которой ток применяется к заготовкам или металлическим листам во время процесса сварки. Это рассчитывается в циклах линейного напряжения. Однако время сварки трудно точно определить, потому что оно зависит от того, что нужно сделать с точкой сварки.

Однако нужно соблюдать некоторые правила. Например:

• Время сварки должно быть как можно короче.
• Сила тока должна обеспечивать оптимальное качество сварки.
• Продолжительность сварного шва должна быть достаточной для того, чтобы отпечаток сварного шва был как можно меньше. Чем меньше время сварки, тем меньше отпечаток.
• За время сварки толстых листов должен получиться самородок большого диаметра.
• Параметры, выбранные для сварного шва, должны как можно меньше изнашивать электроды.
• Продолжительность сварного шва должна быть изменена в случае автоматической правки наконечника. В этом случае контактная поверхность электрода поддерживается на постоянной величине.

Другими словами, наилучшее время сварки для качественной сварки — это как можно более короткое время.

Время выдержки

Как следует из названия, время выдержки относится к продолжительности после сварки, когда электроды остаются в контакте с листом. Это делается для того, чтобы область сварного шва остыла. Затем сварной кусок затвердевает до того, как сваренные детали будут освобождены.

Если время выдержки увеличено, тепло в месте сварки может распространиться на электрод и нагреть его, что приведет к его износу.Кроме того, если материал имеет высокое содержание углерода и время выдержки велико, сварной шов может стать хрупким и образоваться трещины. Однако, если вы удалите электроды до того, как самородок станет твердым, он может разорваться, что приведет к слабому сварному шву.

Области применения точечной сварки

Автомобильная промышленность

Точечная сварка — популярный метод сварки в автомобильной промышленности, поскольку это дешевый, но эффективный способ соединения листового металла. Таким образом, его можно использовать либо с обученным элементарным персоналом, либо с роботами, поскольку это не требует особых навыков.Суть в том, что процесс сварки является быстрым и эффективным, а это означает, что за смену разрабатывается больше автомобилей.

Для электроники

Этот метод сварки широко используется в производстве электроники, такой как печатные платы, датчики газа и даже солнечные панели. Этот метод известен как электронная контактная сварка и также используется для создания сложных и хрупких электрических компонентов от кабелей до переключателей и ручных инструментов.

Сплавление гвоздей

Большинство людей не знают об этом, но точечная сварка также используется для соединения мотков гвоздей.Стальную проволоку приваривают к гвоздям на высоких скоростях с помощью магазинов пневматического пистолета для гвоздей. Если вы используете круги для сварки швов, вы можете получить 1200 гвоздей в минуту.

Конечно, для обеспечения точного крепления гвоздей к проволоке, прикладываемый ток должен быть максимально точным в точке, где острие гвоздя находится под сварочным колесом.

Связанные вопросы

Легко ли точечная сварка? Точечная сварка — одна из самых первых сварочных процедур, она хорошо известна и проста в выполнении даже начинающим сварщикам.Процедура полностью определена и легко применима к множеству тонких металлов, таких как нержавеющая сталь, никелевые сплавы и титан. Его часто используют в аэрокосмической и автомобильной промышленности, но улучшения очень желательны.

Какую толщину можно сваривать точечной сваркой? Точечная сварка в основном используется для соединения деталей, толщина которых обычно составляет около 3 миллиметров. Толщина свариваемых компонентов должна быть эквивалентной, или соотношение толщины должно быть меньше 3: 1.Прочность этого соединения зависит от количества и размера сварных швов. Диаметр точечной сварки варьируется от 3 мм до 12,5 мм.

Можно ли сваривать алюминий точечной сваркой? Точечная сварка алюминия становится все более распространенной, поскольку алюминий заменяет сталь во многих областях, где важен вес, например, в автомобилях. Вы можете использовать трехфазное питание для точечной сварки легкого алюминия. Точечная сварка обычно обеспечивает ток в течение 0,1 секунды или намного меньше, поэтому ток должен быть очень значительным.

Подобные сообщения:

Основной переключатель: причины контактной сварки | FAQ | Австралия

Основное содержание

Вопрос

Что вызывает контактную сварку и что с этим делать?

Причины:

Перегрузка, не соответствующая коммутационной способности контактов

Пусковой ток больше номинального

Ток отключения больше номинального

Частота коммутации выше допустимой рабочей частоты

Использование в местах, подверженных постоянной вибрации

Контрмеры:

Переключите нагрузку с помощью реле или контактора.

Защитная цепь необходима для правильного использования таких нагрузок, как реле, двигатели, лампы накаливания и соленоиды.

Причина:

Перегрузка, не соответствующая коммутационной способности контактов

Контрмеры:

Переключите нагрузку с помощью реле или контактора.

Вставьте цепь защиты контактов.

Типичные примеры цепей защиты от перенапряжения (ограничители перенапряжения)

Не применяйте схему защиты контактов, как показано ниже.

Общие сведения о контактных наконечниках для сварки MIG

Контактные наконечники для сварки — это очень неправильно понимаемые компоненты в установке горелки MIG. Выбор правильного контактного наконечника для вашего сварочного применения и понимание того, как поддерживать его наилучшую производительность, столь же важны, как и все остальное, необходимое для получения качественного сварного шва.

Использование слишком большого или слишком маленького контактного наконечника может вызвать такие проблемы, как микродуговое искрение, перегрев, трение и заклинивание проволоки — все это может привести к возгоранию проволоки.

Как контактные советы влияют на затраты на сварку

Контактные наконечники — один из наиболее часто заменяемых компонентов сварочного пистолета MIG. Контактный наконечник отвечает за направление проволоки и передачу тока от проводящей трубки — иногда называемой «лебединая шея» или «гусиная шея» — через присадочную проволоку и, в конечном итоге, к заготовке.Его критически важные функции включают текущую передачу и наведение на провод.

Являясь одним из наиболее часто заменяемых компонентов пистолета MIG, он также является одним из самых дорогих компонентов пистолета MIG в год. Считайте, что для смены контактного наконечника требуется около 10 минут. Если вашему сварщику платят 30 долларов в час и ему приходится менять контактный наконечник пять раз в день, пока вы работаете в две смены, вы теряете более 13000 долларов в год на работе на этой сварочной станции, поскольку меняете контактный наконечник чаще, чем вам нужно. до, и это даже без учета стоимости контактного наконечника.

Простая замена пяти контактных наконечников в день на две смены приведет к экономии более 7500 долларов в год на одной сварочной станции. И значительная часть этих затрат может быть реализована за счет простого использования материала контактного наконечника, который соответствует вашим параметрам сварки и процессу и имеет надежное качество. Использование качественных контактных насадок для сварки продлит срок службы и позволит сократить расходы на контактные насадки в долгосрочной перспективе.

Хотя обычно вы хотите доверять контактным наконечникам для сварки от вашего OEM-производителя, модернизированные контактные наконечники от известных производителей сварочного оборудования также могут оказаться для вас экономичным вариантом, когда дело доходит до уменьшения частоты замены контактных наконечников, если ваш OEM-производитель не получает Вы нуждаетесь в результатах.

Размер контактного наконечника имеет значение

определяет, какой размер проволоки можно использовать, и количество присадочного материала, которое будет распределяться во время сварки. Когда контактный наконечник начинает изнашиваться, сквозное отверстие удлиняется и теряет электропроводность, что сильно влияет на способность пистолета передавать ток сварочной проволоке. Кроме того, центральная точка инструмента (TCP) начинает колебаться, когда проволока танцует внутри теперь уже слишком большого наконечника. Эти условия приводят к плохому зажиганию дуги, меньшему провару и снижению качества сварки.

Размеры сварочных контактных наконечников варьируются от 0,024 дюйма до 0,094 дюйма в зависимости от размера проволоки, которую они могут направлять. Вообще говоря, чем больше размер проволоки, тем выше параметры и тем выше скорость наплавки. Настоятельно рекомендуется согласовать размер контактного наконечника с размером проволоки для сварочного пистолета MIG.

Точно так же резьба контактного наконечника бывает разных размеров от M6 до M12. Эти размеры полностью зависят от размера держателя контактного наконечника, но размер резьбы напрямую зависит от номинала пистолета MIG.Вы не увидите, например, пистолета MIG на 500 ампер с контактным наконечником M6. Точно так же вы не увидите пистолет MIG на 200 А с контактным наконечником M10, потому что он не нужен.

Выбор подходящего контактного наконечника для вашего сварочного применения и понимание того, как поддерживать его наилучшую производительность, так же важны, как и выбор всех других компонентов и параметров, необходимых для получения качественного сварного шва.

Типы обычных сварочных контактных наконечников

При сварке чаще всего используются четыре типа контактных наконечников (а также один для лазерной сварки), и у каждого из них есть свои плюсы и минусы:

Стандартный медный контактный наконечник для сварки имеет относительно высокую скорость передачи тока с удельной электропроводностью более 55 См / м * и используется в основном при ручной сварке.

Хотя стандартная медь обеспечивает самую высокую проводимость из всех стандартных сплавов, она более подвержена механическому износу, чем другие материалы. В качестве минерального сырья медь по своей природе относительно мягкая, что означает, что она облегчает передачу тока, но это также означает, что материал имеет более низкую температуру плавления. При повышении температуры наконечник из E-Cu становится мягче, чем проволока, проходящая через него. По мере размягчения меди проволока изнашивается и деформирует внутренний диаметр наконечника.Это препятствует правильному контакту проволоки с наконечником, что снижает проводимость и приводит к проблемам с зажиганием дуги, возгоранию и плохим сварным швам.

Наконечник из E-Cu обычно является наиболее доступным по цене, поэтому, как правило, приемлемым компромиссом является его частая замена, когда точное наведение на проволоку не является критичным.

Контактный наконечник для сварки медь-хром-цирконий обычно используется в автоматизированных и роботизированных сварочных процессах, где требуется точное TCP или центральная точка инструмента и возникают высокие рабочие циклы.Хотя наблюдается некоторое снижение электропроводности по сравнению со стандартным медным наконечником (50 См / м), этого достаточно для большинства стальных применений.

Однако, поскольку сплав CuCrZr размягчается при гораздо более высокой температуре, он имеет более длительный срок службы, чем стандартные медные наконечники. Вообще говоря, наконечник сохраняет свою форму примерно до 932 градусов по Фаренгейту по сравнению с 500 градусами для E-Cu. Следовательно, материал с более высокой плотностью снижает скорость износа и увеличивает рабочие характеристики и производительность наконечника.

Для процессов подачи горячей проволоки в оптике для лазерной сварки необходимо использовать сварочные наконечники из медно-хромо-циркониевого сплава, поскольку они способны выдерживать процессы подачи горячей проволоки.

За прошедшие годы технический прогресс в области контактных наконечников показал, что серебряное покрытие внутренней и внешней поверхности контактных наконечников еще больше улучшает их общие характеристики.

Когда контактный наконечник начинает изнашиваться, сквозное отверстие удлиняется и теряет электропроводность, что сильно влияет на способность пистолета передавать ток сварочной проволоке.

Серебро обладает большей проводимостью, чем медь (62,1 См / м), что снижает образование микродуги, продлевает срок службы контактного наконечника, улучшает зажигание дуги и обеспечивает стабильное качество сварки. Серебро примерно на 17 процентов плотнее меди и имеет более высокую температуру плавления. Блестящая поверхность серебра помогает отражать тепло. В результате брызги не так легко прилипают к наконечнику, и он не так быстро изнашивается. Фактически, срок службы посеребренного контактного наконечника может быть в девять раз больше, чем срок службы стандартного прецизионного медного наконечника.

Благодаря значительному усовершенствованию материала, посеребренный контактный наконечник может стоить на 50 процентов дороже, чем стандартный наконечник из CuCrZr без покрытия. Сварщики, которые предпочитают использовать посеребренный контактный наконечник, обычно делают это по одной причине — меньше времени на сварку. Чем больше сварочный робот сваривает, тем выше производительность. Посеребренные наконечники, учитывая общую долговечность, передачу тока и качество материала, являются отличным выбором для автоматической и роботизированной сварки.

Используя процесс, называемый дисперсионным упрочнением, который в основном сохраняет свойства металла от диспергирования при повышенной температуре, сварочные наконечники с покрытием из серебра для тяжелых условий эксплуатации могут служить даже дольше, чем указанные выше наконечники с покрытием из серебра.

Этот контактный наконечник имеет твердость 180 и не будет изнашиваться, пока температура контактного наконечника не достигнет 1472 ° F (800 ° C)! Из-за своей проводимости он также будет испытывать гораздо меньшее прилипание брызг, чем медь или медь без покрытия, хром-цирконий.

Сверхмощные посеребренные контактные наконечники для сварки всегда изготавливаются с использованием контактных наконечников из CuCrZr в качестве основы, поскольку они сочетают в себе лучшее упрочнение меди, хрома, циркония и превосходной проводимости серебра.Это дает в целом лучший профиль электропроводности, но при этом остается более твердым. Они дороже, чем стандартные посеребренные сварочные контактные наконечники, но имеют низкую стоимость владения при правильном применении — как правило, в роботизированных процессах с большим током.

Контактные наконечники из нержавеющей стали действительно используются только в лазерно-оптических процессах. Нержавеющая сталь хороша для процессов подачи холодной проволоки.

Стальные контактные наконечники для сварки имеют очень низкую электропроводность, но обладают хорошей износостойкостью.Нержавеющая сталь в качестве материала также тверже меди, поэтому отверстие контактного наконечника обычно меньше изнашивается.

Контактные наконечники из нержавеющей стали рекомендуется использовать при использовании медной проволоки в лазерно-оптических процессах. Если вы используете алюминий, лучше обратить внимание на медь или медь, хром, цирконий, потому что этот профиль контактного наконечника часто слишком жесткий для профиля из мягкой алюминиевой проволоки.

Сварочные контактные насадки: нарисованные и просверленные

Помимо материала контакта, который вы используете, и не менее важно при выборе горелки для сварки MIG или при смене производителя контактных наконечников, прежде всего важно, как были изготовлены ваши сварочные контактные наконечники.

Есть два способа изготовления сварочных контактных наконечников. Самый распространенный способ — использовать оправку и вытягивать медь в форме наконечника, а затем дать ей остыть. Просверленный контактный наконечник добавляет дополнительный шаг в этот процесс изготовления контактного наконечника и просверливает отверстие с помощью высокоскоростного холодного сверла после извлечения меди или легированного металла. Этот процесс создает более гладкую поверхность отверстия внутри внутреннего диаметра контактного наконечника и устраняет большинство проблем, с которыми сварщики часто сталкиваются со своими контактными наконечниками.

Различие между волочением и просверливанием действительно сводится к гладкости внутреннего диаметра контактного наконечника. Это критически важная функция для увеличения срока службы сварочного контактного наконечника. Из-за того, что наконечники изготавливаются с использованием процесса вытяжки, внутри внутреннего диаметра гораздо больше выступов, потому что по мере охлаждения медь не оседает плавно по внутреннему диаметру.

Когда вы используете перфорированный сварочный контактный наконечник, все эти высокие точки устраняются, и вы получаете гораздо более гладкую поверхность внутреннего диаметра и более жесткие допуски.И из-за этого ваши контактные советы действуют намного дольше. В этих высотных точках, пока вы свариваете, проволока будет контактировать с этими высотными точками. Эта сварка при высоких температурах является особенностью, которая создает множество проблем, вызывающих выход из строя контактных наконечников, таких как возгорание, микродуговое искрение или приготовление на одной стороне. И это часто является причиной того, что контактные наконечники одного производителя выходят из строя быстрее, чем другие.

Можно разумно ожидать, что ваш сварочный контактный наконечник прослужит в два-три раза дольше, если не больше, в результате использования перфорированного контактного наконечника, а не вытянутого.

После того, как вы подберете контактный наконечник для вашего сварочного применения, вы можете сделать несколько вещей, чтобы получить от него максимум пользы и случайно не создать проблемы, которые могут снизить срок его службы или эффективность.

Это сообщение в блоге изначально появилось в The Fabricator и с тех пор несколько раз обновлялось для большей детализации.

Что такое сварка сопротивлением: RWMA: American Welding Society

Что такое контактная сварка

Сварка сопротивлением — это соединение металлов путем приложения давления и пропускания тока в течение некоторого времени через металлическую область, которую необходимо соединить.Ключевым преимуществом контактной сварки является то, что для создания соединения не требуются другие материалы, что делает этот процесс чрезвычайно экономичным.

Существует несколько различных форм контактной сварки (например, точечная и шовная, выпуклая, оплавленная и осадка), которые различаются в основном типами и формой сварочных электродов, которые используются для приложения давления и проведения тока. Электроды, обычно изготавливаемые из сплавов на основе меди из-за превосходных проводящих свойств, охлаждаются водой, протекающей через полости внутри электрода и других проводящих инструментов машины для контактной сварки.

Аппараты для контактной сварки разработаны и изготовлены для широкого спектра автомобильных, аэрокосмических и промышленных применений. Благодаря автоматизации работа этих машин строго контролируется и воспроизводится, что позволяет производителям легко укомплектовать производство персоналом.

• Точечная сварка и шовная сварка

  • Точечная сварка сопротивлением, как и все процессы контактной сварки, создает сварные швы с использованием тепла, генерируемого сопротивлением потоку сварочного тока между стыкующимися поверхностями, а также усилие, чтобы сдвинуть детали вместе, приложенное в течение определенного периода времени.При контактной точечной сварке геометрия поверхностей самих сварочных электродов используется для фокусировки сварочного тока в желаемом месте сварного шва, а также для приложения силы к заготовкам. После создания достаточного сопротивления материалы складываются и соединяются, образуя сварной шов.
  • Контактная сварка швом — это разновидность контактной точечной сварки, в которой используются электроды в форме колеса для подачи силы и сварочного тока к деталям. Разница в том, что при подаче сварочного тока заготовка катится между электродами в форме колеса.В зависимости от конкретного сварочного тока и настроек времени сварки, созданные сварные швы могут накладываться друг на друга, образуя полный сварной шов, или могут быть просто отдельными точечными сварными швами с определенными интервалами.

• Проекционная сварка

  • Как и другие процессы контактной сварки, проекционная сварка использует тепло, генерируемое сопротивлением потоку сварочного тока, а также силу, которая прижимает детали друг к другу в течение определенного периода времени. Проекционная сварка локализует сварные швы в заранее определенных точках с помощью выступов, выпуклостей или пересечений, все из которых фокусируют тепловыделение в точке контакта.Как только сварочный ток создает достаточное сопротивление в точке контакта, выступы схлопываются, образуя сварной шов.
  • Сплошные выступы часто используются при приваривании крепежа к деталям. При соединении листового или пластинчатого материала часто используются тиснения. Примером проекционной сварки с использованием материала «Пересечения» является сварка поперечной проволокой. В этом случае пересечение самих проводов локализует тепловыделение и, следовательно, сопротивление. Проволоки переходят одна в другую, образуя при этом сварной шов.

• Сварка оплавлением

  • Как и другие процессы контактной сварки, при сварке оплавлением используется тепло, генерируемое сопротивлением потоку сварочного тока, а также сила, которая прижимает детали друг к другу в течение определенного периода времени. Сварка оплавлением — это процесс контактной сварки, который вызывает сопротивление за счет действия оплавления. Это действие создается за счет очень высокой плотности тока в очень маленьких точках контакта между деталями. В заранее определенный момент после начала процесса прошивки к заготовке прикладывается сила, и они перемещаются вместе с контролируемой скоростью.Быстрая осадка, создаваемая этой силой, удаляет оксиды и примеси из сварного шва.

• Сварка с осаждением

  • Как и другие процессы сварки сопротивлением, при сварке с осаждением используется тепло, выделяемое сопротивлением потоку сварочного тока, а также сила, прижимающая детали друг к другу в течение определенного периода времени. Подобно сварке оплавлением, при сварке с вылетом детали уже находятся в плотном контакте друг с другом, поэтому оплавление не происходит. Давление прикладывается до запуска тока и поддерживается до завершения процесса.

Источник: C1.1M / C1.1: 2012 — Рекомендуемые методы сварки сопротивлением

Холодная сварка: соединение металлов без нагрева

Когда вы думаете о процедуре сварки, первое, что приходит в голову, это, вероятно, использование тепла. Такие методы, как дуговая сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка и лазерная сварка, так или иначе связаны с нагревом. Фактически, тепло считается синонимом сварки и в приведенных выше примерах имеет решающее значение для соединения двух металлов вместе.

Однако это не единственный способ. Вы можете, хотите верьте, хотите нет, на самом деле сплавить металлы вместе в процессе, называемом холодной сваркой.

Обычно используется в авиации и электротехнике, он широко считается одним из лучших способов соединения металлов (и других материалов) вместе.

Это может показаться невозможным, но на самом деле это один из самых популярных методов сварки. Давайте узнаем об этом еще немного.

Тепловая сварка эффективно делает детали достаточно пластичными, так что может происходить диффузия атомов либо между двумя деталями, либо с другой средой посередине.Традиционно это делается путем нагревания, но есть и другие способы заставить атомы рассеяться.

Холодная сварка (также известная как сварка холодным давлением и контактная сварка) использует давление в условиях вакуума вместо нагрева для соединения двух материалов с помощью процесса, называемого диффузией в твердом состоянии.

Его также можно использовать для склеивания других материалов, например пластмасс.

Однако возникает вопрос: «Сильна ли холодная сварка?» Оказывается, да.

После завершения процесса образующаяся связь обычно оказывается такой же прочной, как и у основных материалов.

Во время процесса металл не разжижается, и материалы обычно не нагреваются до значительной степени. Однако процесс основан на необходимости удаления любых оксидных слоев с рассматриваемых металлов.

Это в основном связано с тем, что металлы обычно содержат поверхностный оксидный слой, который действует как тонкий барьер на поверхности материалов, предотвращая диффузию атомов металла между металлическими частями.

Большинство металлов при нормальных условиях имеют некоторый оксидный слой на открытых поверхностях, даже если он не виден невооруженным глазом. Они также могут собирать слои других загрязнений, таких как жир, пыль и т. Д.

Холодная сварка решает эту проблему, подготавливая металлы перед сваркой. Процесс подготовки включает очистку или чистку металлов щеткой до такой степени, что удаляется верхний оксидный или барьерный слой.

Обычно это сочетание химических и механических методов. Обезжиривание, чистка проволочной щеткой. и другие методы используются, чтобы гарантировать, что любые металлические поверхности максимально свободны от оксидного слоя.

Что нужно для холодной сварки?

Как упоминалось ранее, любые металлы, которые будут подвергаться холодной сварке, сначала должны быть свободны от оксидных слоев.

Как только достигается желаемая чистота поверхности, оба материала механически прижимаются друг к другу, прилагая необходимое усилие.Это количество силы зависит от самого материала, так как некоторые материалы могут свариваться только при высоких давлениях.

Но есть и другие требования.

Одним из условий, необходимых для холодной сварки, является то, что хотя бы один из материалов должен быть пластичным и не должен подвергаться сильному упрочнению. Это, очевидно, сужает список материалов, которые могут быть кандидатами для холодной сварки.

Мягкие металлы, такие как алюминий или медь, являются лучшим выбором для холодной сварки.

Наиболее распространенные соединения, которые возможны при холодной сварке:

При стыковом соединении удаление барьерного слоя металла не требуется, поскольку пластическая деформация, возникающая в процессе соединения, автоматически разрушает барьер. Этот тип соединения чаще всего применяется к металлам, таким как алюминий или медная проволока, диаметром от 0,02 дюйма (0,5 мм) до 0,4 дюйма (10 мм).

Соединения внахлестку, с другой стороны, действительно требуют специальной обработки, потому что в противном случае материалы не будут прилипать друг к другу.Соединения внахлест чаще используются при сварке листов вместе или листов со стержнями.

Холодная сварка также обычно используется с проволокой, включая алюминий, медь, цинк, латунь 70/30, никель, серебро, серебряные сплавы и золото.

Холодная сварка впервые была официально признана еще в 1940-х годах, но есть некоторые свидетельства того, что она может иметь и более раннее происхождение.

В 1724 году, например, преподобный Дж. И. Дезагюльерс успешно сварил два металла методом холодной сварки.Он показал, что когда он сжимал и скручивал вместе два свинцовых шарика одинакового диаметра, они прилипали друг к другу. Суставы были несколько неустойчивыми, но оказались такими же прочными, как и у исходных свинцовых шаров.

Холодная сварка полезна, но далеко не без ее ограничений — как и любой другой вид сварки.

Очень трудно добиться идеальной холодной сварки. Это происходит по нескольким причинам, включая оксидные слои, которые образуются на поверхности металла в атмосферных условиях, неровности поверхности, поверхностное загрязнение и многое другое.Идеальные условия могут быть труднодостижимыми и дорогостоящими, особенно для крупномасштабных сварочных проектов.

Оптимальная холодная сварка возможна только в том случае, если две прижимаемые друг к другу поверхности чистые и не содержат каких-либо загрязнений. Это требует дополнительных подготовительных шагов и может занять некоторое время.

Кроме того, чем ровнее и ровнее поверхность, тем легче и равномернее будет сварной шов. Идеально ровная и гладкая поверхность не всегда возможна, особенно в микро- и наномасштабе.

Еще одно ограничение — это типы металлов, которые можно сваривать холодным способом. По крайней мере, один из них должен быть пластичным, а цветные мягкие металлы — единственные реальные кандидаты, пригодные для холодной сварки. Медь и алюминий — два наиболее часто свариваемых методом холодной сварки.

Металлы, содержащие углерод, обычно не подвергаются холодной сварке.

Наиболее заметным преимуществом холодной сварки является то, что полученные сварные швы имеют такую ​​же прочность сцепления или очень близкую к прочности соединения основного материала.Этот подвиг очень сложно воссоздать в других формах обработки металла без полного плавления и переделки.

Холодная обработка может также использоваться для сварки алюминиевых сплавов серий 2ххх и 7ххх, которые нельзя сваривать плавлением из-за их склонности к горячему растрескиванию и которые могут быть очень трудно соединить с другими видами сварки.

В промышленности холодная сварка известна своей способностью сваривать вместе алюминий и медь, которые также часто трудно сваривать с помощью других методов сварки.Однако связь, созданная между двумя материалами при холодной сварке, очень прочная.

Холодная сварка обеспечивает чистые и прочные швы без образования хрупких интерметаллических соединений.

Холодная сварка в основном применяется в сварочной проволоке. Поскольку при этом не требуется тепла и процесс может быть выполнен быстро, холодная сварка может обеспечить идеально сварную проволоку, в основном из алюминия, меди, латуни 70/30, цинка, серебра и серебряных сплавов, никеля и золота.