Контактне зварювання – це процес утворення зварного з’єднання в результаті нагрівання металу протікаючим через нього електричним струмом і пластичної деформації зони з'єднання під дією стискаючого зусилля. Контактне зварювання поєднує велику групу способів зварювання,
основними з яких є: стикове, точкове та шовне. Відмінні риси цих способів зварювання – надійність з'єднань, високий рівень механізації й автоматизації, висока продуктивність процесу й культура виробництва.


  Широке поширення контактного зварювання обумовлене його перевагами в порівнянні з іншими способами зварювання: висока продуктивність (час зварювання однієї точки або стику становить 0,02...1 с); мала витрата допоміжних матеріалів (води, повітря); висока якість і надійність зварних з'єднань при невеликому числі керованих параметрів режиму зварювання, що знижує вимоги до кваліфікації зварника; екологічна чистота процесу.
  Область застосування контактного зварювання надзвичайно широка від космічних апаратів до мініатюрних напівпровідникових пристроїв і плівкових мікросхем. Видне місце займає цей спосіб і в літакобудуванні – на сучасних авіалайнерах налічується мільйони зварних точок і сотні метрів швів, виконаних контактним шовним зварюванням. Досить широко застосовується контактне зварювання в автомобілебудуванні, вагонобудуванні, суднобудуванні та будівництві. Контактне стикове зварювання знайшло застосування при монтажі трубопроводів і укладанні залізничних рейок у польових умовах, при виготовленні силових елементів (шпангоутів) і інструменту.
   Конструкційні й леговані сталі, сплави зі спеціальними властивостями, сплави на основі титана й міді, алюмінієві й магнієві сплави, тугоплавкі сплави й порошкові композиції – ось далеко не повний перелік конструкційних матеріалів, які з успіхом з'єднують контактним зварюванням.

  Машини для стикового зварювання знайшли широке застосування для з’єднання деталей із сталі, кольорових металів і сплавів. За допомогою стикового зварювання з`єднують вироби з перерізом від сотих часток до декількох тисяч квадратних міліметрів. Широко використовується стикове зварювання при виробництві ланцюгів, в прокатному виробництві для зварювання смуг і листів, при виготовленні автомобільних коліс, в інструментальному виробництві, для зварювання труб в котельному виробництві, зварювання залізничних рейок і в багатьох інших випадках.
  Машини для точкового зварювання поділяються наступним чином : по призначенню - на універсальні і спеціалізовані ; по характеру установки – на стаціонарні і пересувні; по виду живлення – на однофазні змінного струму, трьохфазні низькочастотні, трьохфазні з випрямленням у вторинному контурі, імпульсні; по способу підводу зварювального струму до виробу – на машини з одностороннім і двостороннім струмопідводом; по числу одночасно зварюваних точок – на одноточкові і багатоточкові; по типу привода стиснення – на машини з пневматичним, гідравлічним, електромеханічним, важільним, пружинним, електромагнітним приводами; по характеру переміщення електродів – на машини з прямолінійним рухом електродів і радіальним.
  Точкові машини загального використання складаються з корпусу, який служить для встановлення всіх вузлів машини; вторинного контуру, зварювального трансформатора; апаратури керування. Машина МТ-1216 (мал.1) складається з корпусу 1, зварювального
трансформатора 2 з перемикачем ступенів 3, контактора тиристорного 4, регулятора циклу зварювання 5, струмопідводів верхнього і нижнього та привода зварного зусилля 6.
   На верхній площині пневмоциліндра закріплений електропневматичний клапан 7 з мастилорозподільником 8 і регулятором тиску повітря 9. На боковій поверхні корпусу закріплений кран управління 10. На задній стінці корпуса встановлений автоматичний вимикач 11. Машина має переносну педальну кнопку 12. Верхній струмопідвід складається з контактної колодки 13, гнучкої шини 14 і контактного конуса 15, в якому закріплюється електродотримач 16.
  Контактна колодка електрично ізольована від привода зварювального зусилля. Нижній струмопідвід складається з кронштейна 17 і кришки 18, з`єднання яких утворює гніздо, в яке вставлений хобот 19 з закріпленим на ньому електродотримачем 20. Кронштейн вставляється на корпусі і закріплюється болтами. Передбачена можливість ступінчасто переставляти кронштейн на корпусі по висоті на 140 мм через кожні 70 мм, в залежності від форми зварювальних деталей.
  Привод зварного зусилля, що забезпечує опускання верхнього електроду і стиснення деталі при зварюванні складається із направляючої, циліндра, кришки, двох поршнів зі штоками і ущільнювальних кілець.

   Використання регулятора циклу зварювання РЦС-502, що призначений для управління циклом зварювання точкових машин змінного струму, дозволяє підвищити якість зварювання, надійність роботи і швидкість роботи машини (до 300 зварних точок за хвилину) за рахунок більш точного регулювання затримок часу, використання більш жорстких режимів зварювання, безконтактної схеми управління. Регулятор дозволяє змінювати час витримки в межах 0,02...2,0 секунди на 5-ти позиціях: попереднє стискання; стискання; зварювання; проковування; пауза.

 

  Контактне зварювання-процес утворення нероз’ємного зварного з’єднання шляхом нагріву металу електричним струмом, що проходить через нього, що поступає від електродів, і пластичної деформації зони з’єднання під дією стискаючого зусилля.

Цей вид з’єднання робиться за наступними параметрами:

  • час дії-0,2-2,0 секунд;
  • високий струм при роботі-більше тисячі ампер;
  • маленька мережева напруга-2-5В;
  • сила стискаючого місця з’єднання-до декількох сотень кілограм;
  • мінімальна зона розплавлення, що забезпечує точкове зварювання.

  Точкове зварювання в промисловості застосовується набагато частіше, ніж інші різновиди контактного способу (шовна, стикова). Така популярність пов’язана з широким спектром застосування і дуже вигідними параметрами самого процесу.

  Міцність скріплення залежить від багатьох чинників. По-перше,  площа точкової поверхні, тобто самої точки (ядра). По-друге, сила зварювального струму і час його дії на деталі. По-третє, зусилля стискування зварюваних деталей.  Такий метод застосовується для виробів різної міцності і товщини, наприклад, від0,01 до20-30 міліметрів. Як правило, такий метод застосовують на стикуванні деталей “внапуск”.

  Технологія цього виду контактного зварювання полягає в наступному: деталі, які необхідно з’єднати між собою, встановлюються в необхідне положення і закріплюються, щоб не з’їжджали при сваривании.& nbsp; Далі, з двох сторін, до цих деталей підводиться струм через електроди, тим самим, в місцях контакту матеріалу і електродів, створюється висока температура  — метал починає плавитися. При цьому утворюється зварювальне ядро (схоже із зварювальною ванною при інших ). Його діаметр зазвичай коливається від декількох міліметрів до1,5-2 сантиметрів.

  Заготівлі із сталі низької якості можуть піддаватися з’єднанню без розплавлення ядра, але при цьому з’єднання вважатиметься низької якості. Фахівці рекомендують новачкам вчитися і набивати руку саме на таких заготівлях.

Розглянемо покрокову інструкцію і усі етапи процесу з’єднання деталей :

  • Підготовчий етап, який включає три основні аспекти :
  • підготовка деталей до сплаву. При цьому кромки зачищаються для зчеплення з метою видалення залишків лакофарбних виробів або масляних плям. Після цього їх необхідно зафіксувати (для цього використовують ручні лещата або струбцини) для спаювання між електродами;
  • підготовка робочого місця відповідно до усіх норм, правил і вимог безпеки;
  • підготовка зварювальника. Перед початком роботи неодмінно нудно надіти спеціальний костюм і маску для захисту очей від іскр, які можуть заподіяти опіки.
  • Безпосередній зварювальний процес, при якому під впливом високої температури, що створюється електродами, метал плавиться. Для цього майстер фіксує деталь між електродами і подає струм, за рахунок якого утворюється енергія, що плавить метал. Коли з’явилося ядро, струм знімають, і деталі міцно стискаються між собою, зварювальною ядро кристалізується (застигає) і утворює точкове зварювання.

  Завдяки простоті процесу, для того, щоб здійснювати точене зварювання своїми руками, не треба бути висококваліфікованим зварювальником. Головне розуміти саму суть зварювання. Нагрів здійснюється за рахунок імпульсу, що утворюється зварювальним струмом. Він розплавляє метал (точково) і утворює так зване зварювальне ядро. Потім імпульс пропадає, а виріб ще декілька секунд знаходиться під тиском. За цей час воно устигає застигнути і скріпитися.

Важливо: стискання відбувається у момент подання імпульсу, для того, щоб уникнути розбризкування.

Можливі дефекти

  Якщо ви вирішили в домашніх умовах займатися зварюванням, тоді слід ознайомитися з можливими дефектами і їх походженням, щоб уникнути подібних помилок. Розглянемо найпоширеніші дефекти, які можуть статися під час точкового зварювання :

  • повне або часткове непроварення може виникнути із-за неякісних електродів, які варто замінити новими, малою силою струму, або надмірним стискуванням. Розглянути цю помилку можна двома способами: при зовнішньому огляді або при використанні спеціального приладу для контролю зварювання (радіаційного або ультразвукового;
  • тріщини під час зварювання можуть виникати із-за сильного струму або неякісно зачищених виробів, що із-за виникаючого опору порушує температурний режим зварювання;
  • розриви у кромок при зварюванні внахлест найчастіше відбуваються через те, що майстер занадто близько від краю деталі розташовує зварну точку. Тобто, необхідно розраховувати так, щоб нахльостування вистачило на якісне з’єднання;
  • внутрішній виплеск-це такий дефект, при якому розплавлений метал “вылазит” за межі ядра і створює між заготівлями проміжок. Головною причиною такої помилки є тривалий імпульс або занадто великий струм, через що ядро надмірно розплавляється. Щоб цього уникнути, важливо рівно встановлювати електроди і контролювати силу струму. Щоб апарат настроїти, рекомендується декілька точок спробувати на чорновому матеріалі;
  • зовнішній виплеск-це дефект, при якому розплавлена маса “вылазит” назовні. Він виникає в результаті недостатнього стискування деталей. Тобто, відсутній момент кування, що дозволяє з’єднати заготівлі.
  • вм’ятини від електроду залишаються із-за малого діаметру електроду або надмірного стискування. Із-за неправильно встановлених провідників може збільшуватися зона розплавлення, через що виникають дефекти;
  • пропалення-найчастіша помилка, що виникає у початкуючих майстрів при будь-якому виді зварювання. Вона трапляється з кількох причин: мале зусилля стискування електродів, забруднена поверхня заготівель або кінчика провідника;
  • зміщення ядра відбувається із-за неправильно встановлених електродів по відношенню у заготівлям;
  • тріщини зовнішні і внутрішні бувають від сильного струму і тривалого імпульсу або ж від несвоєчасного кувального зусилля.

ШОВНЕ ЗВАРЮВАННЯ

   Шовне зварювання (ШЗ) - спосіб, при якому між деталями, що сполучаються, утворюється шов, що складається з окремих зварних точок (литих зон), що перекривають або що не перекривають один одного. За наявності перекриття точок шов буде герметичним. При зварюванні без перекриття шов практично відрізняється від ряду точок (точкового шва), отриманих при ТЗ. Особливістю ШЗ є наявність двох (або одного) дискових електродів- роликів, що обертаються, між якими із зусиллям стискуються і прокатуються деталі, що сполучаються. До роликів
підводиться струм для нагріву і розплавлення металу (як при ТЗ) в місці з'єднання. ШЗ може виконуватися при безперервному рухові деталей і безперервному протіканні струму. Цей спосіб знаходить обмежене застосування у зв'язку з сильним перегрівом поверхні деталей, що контактує з роликами, і застосовується при великих швидкостях зварювання. Найбільшого розповсюдження набуло переривисте ШЗ, при якому деталі переміщуються безперервно, а струм включається і вимикається на певні проміжки часу, і при кожному включенні (імпульсі) струму утворюється одинична лита зона. Перекриття литих зон, необхідне для герметичності шва, досягається при певному співвідношенні між швидкістю руху деталей і частотою імпульсів
струму.
  Різноманітні прийоми ШЗ в основному відрізняються розташуванням і формою роликів щодо зварюваних деталей . Двостороннє ШЗ аналогічне точковому двосторонньому. Замість одного з роликів може бути застосована оправка, що щільно контактує з внутрішньою деталлю. Для зварювання нерухомих деталей кільцевим швом на площині використовується верхній ролик, який обертається навколо своєї осі і осі шва. Нижня деталь контактує з електродом у формі «чашки».

СТИКОВЕ ЗВАРЮВАННЯ

  Стикове зварювання(СЗ) — спосіб, при якому деталі з'єднуються (зварюються) по всій площині їх дотику під дією стискаючого зусилля і нагріву. При стиковому зварюванні деталі закріплюють у затискачах і пропускають струм від трансформатора, зближуючи кінці деталей. В площині дотику деталі швидко нагріваються до зварювальної температури. Потім струм вимикають, а деталі стискають. Цим способом зварюють рейки, труби, стрижні, свердла, ланцюги, різці тощо .

    Існує два способи стикового зварювання:
 - зварювання опором, при якому торці деталей нагрівають до пластичного стану, а потім стискають;
 - зварювання оплавленням , коли поверхні торців доводять до стану плавлення, після чого їх стискають.
   Розрізняють зварювання безперервним і перервним (імпульсним)оплавленням, а також оплавленням з підігрівом. Для захисту металу від взаємодії з газами при стиковому зварюванні хімічно активних металів використовують захисні інертні гази. Проблемою стикового зварювання є необхідність видалення задирок металу, які утворюються при стисканні, їх зачищають вручну або механічним способом відразу після зварювання.
  При нагріві і стисненні металу в зоні стику утворюється з'єднання без розплавлення металу. Для отримання високої і стабільної якості зварні з'єднання повинні мати цілком певні розміри. До розмірів точкових, шовних і рельєфних з'єднань відносяться діаметр литого ядра точки або ширина литої зони. Разом з однорядними точковими швами іноді застосовують дворядні з шаховим розташуванням зварних точок, які характеризуються збільшеною шириною зашморгування і відстанню. Розміри точкових, рельєфних і шовних розрахункових (силових) з'єднань приведені в ГОСТ 15878—79, який передбачає дві групи з'єднань:
 - група А з нормальними розмірами;
 - група Б із зменшеними розмірами.
  Діаметр (ширина литої зони) у з'єднань групи Б на 25-30%, а довжина на 20- 25% менше, ніж відповідні розміри групи А. Міцність точкових і рельєфних з'єднань групи Б в середньому удвічі менша, ніж у з'єднань групи Б.

ВІДЕО - зварювальний апарат контактного зварювання

ВІДЕО - контактне зварювання труб

Остання зміна: субота 18 лютого 2023 20:31 PM