16.4. Электрическая контактная сварка

Контактная сварка относится к одним из высокопроизводительных способов сварки. Она легко поддается механизации и автоматизации, поэтому может быть включена в общую технологическую линию производственного процесса.

Контактная сварка является основным видом сварки давлением термомеханического класса. Она осуществляется в результате прохождения тока достаточно большой силы через место сварки. В месте контакта соединяемых частей наблюдается увеличенное электрическое сопротивление по сравнению с другими участками цепи. Детали, нагретые электрическим током до оплавления или пластического состояния, механически сжимаются, что обеспечивает при отключении тока образование сварного соединения.

Процесс сварки необходимо вести при больших скоростях нагрева, иначе количество выделяющегося в контакте тепла будет компенсироваться тепловыми потерями в более холодные слои и в окружающую среду. Поэтому уже в самой природе контактной сварки заложена высокая производительность.

По форме выполняемых соединений различают три основных вида контактной сварки: точечную, шовную или роликовую и стыковую.

Точечную сварку применяют преимущественно для соединения заготовок из тонколистового металла толщиной до 6мм. Свариваемые заготовки 1 собирают внахлестку (рис.69), сжимают двумя медными электродами 2 и от сварочного трансформатора пропускают электрический ток. При протекании тока более интенсивный нагрев металла наблюдается только в месте контакта заготовок, т.е. в месте наибольшего электрического сопротивления. Здесь металл расплавляется и появляется жидкое ядро, которое затвердевает после отключения сварочного тока. Вследствие этого образуется сварная точка 3.

На промышленных предприятиях для точечной сварки используются установки различных конструкций. Стационарная сварочная машина с пневматическим механизмом сжатия электродов показана на рис.70. Свариваемые детали находятся между электродами 1. Давление от пневмоцилиндра 2 передается на верхний электрод. Время включения тока выдерживается электронным регулятором. Оно обычно не превышает 2…3 с, усилие на электродах от 15 до 40Н/мм2 Управление машиной осуществляется с помощью педали 3.

Для изготовления специальных сварных конструкций (элементы кузовов автомобилей, вагонов) применяются многоточечные сварочные машины. При этом одновременно сваривается несколько точек (или несколько десятков точек). В крупносерийном производстве для осуществления точечной сварки все более широкое использование получают сварочные роботы.

Шовная сварка является разновидностью точечной. В этом случае электроды выполняют в виде роликов, поэтому такую сварку называют иногда роликовой сваркой. Схема шовной сварки показана на рис.71. Свариваемые детали 1, как и при точечной сварке, собирают внахлестку и зажимают между вращающимися медными роликами 2, через которые поступает ток от трансформатора 4. При движении заготовок между роликами образуются сварные точки, перекрывающие друг друга. В результате этого получается сплошной герметичный шов 3.

Шовную сварку применяют при изготовлении различных сосудов, где требуются герметичные швы – бензобаки, бочки, трубы и др. Толщина свариваемых листов обычно не превышает 3мм. Роликовая сварка осуществляется на переменном токе силой от 2000 до 5000 А. Усилие сжатия свариваемых деталей роликами достигает 6000 Н; скорость сварки до 5м/мин.

При стыковой сварке свариваемые заготовки 3 закрепляются в зажимах (электродах) 2 стыковой сварочной машины (рис.72). Электроды подключают к понижающему сварочному трансформатору 5. Сварочная машина имеет неподвижную плиту 1, которая закрепляется на станине и изолируется от нее. Подвижная плита 4 вместе с закрепленной деталью может перемещаться по направляющим станины. Свариваемые детали сжимаются осевой нагрузкой Р. Плотность тока в месте контакта 6 (отсюда название способа) достаточно велика, что вызывает между деталями электрический разряд, их частичное оплавление и образование сварного соединения.

Контактную стыковую сварку применяют для соединения труб, листов, колец, колес, железнодорожных рельс и др.

Акулич Н.В. Процессы производства черных и цветных металлов и их сплавов, Гомель 2008