Контактная сварка — это процесс, при котором создаются монолитные сварные швы путем плавления кромок свариваемых элементов посредством электрического тока с дальнейшей деформацией сжимающим усилием. Данная технология преимущественно используется в тяжелой промышленности, где существует необходимость поддержания беспрерывного цикла выпуска однотипной продукции, в частности, при соединении серий тонких листов металла.
Суть технологии
На сегодняшний день хотя бы один аппарат контактной точечной сварки находится на всех больших предприятиях, чему способствуют сильные стороны технологии:
Высокая производительность — для создания сварной точки потребуется примерно секунда.- Стабильность работы — длительная эксплуатация без дополнительных посторонних вмешательств, качество сварки при этом сохраняется.
- Незначительные расходы на обслуживание, ведь роль расходных материалов выполняют контактные электроды.
- Для работы с устройством не потребуется наличия высокой квалификации.
Процесс работы, на первый взгляд, кажется простым, но составлен из ряда последовательных процедур, обязательных для выполнения.
Суть контактной сварки в двух неразрывных физических процессах — нагреве и давлении. Когда ток проходит через соединительную область, начнет выделяться определенное количество тепла, что направлено на расплавление металлов. Чтобы тепло выделялось в достаточных количествах, сила тока составляет как минимум несколько тысяч ампер в отдельных случаях — десятки тысяч. Вместе с этим на сталь оказывается определенное давление из одной или двух сторон с одновременным созданием плотного шва без каких-либо дефектов.
Если правильно организовать процесс, детали практически не нагреются, так как сопротивление будет незначительным. По мере создания монолитных соединений сопротивление постепенно падает, а с ним и сила тока. Нагретые электроды охлаждаются водой.
Как подготовить поверхность
Существуют многочисленные технологии, с помощью которых можно поддавать обработке поверхности перед контактной сваркой. К ним относятся:
- Зачистка от значительных загрязнений;
- Проведение обезжиривания;
- Снятие оксидных пленок;
- Сушка;
- Пассирование и нейтрализация.
Порядок действий и выбор технологии зависят от видов используемых заготовок.
В целом до начала сварок поверхности должны:
- Обеспечить незначительный уровень сопротивления между деталями и электродами.
- Свариваемые элементы должны быть гладкими, выпуклости и впадины отсутствуют.
- Обеспечить равное сопротивление по всей длине контактов.
Аппараты контактной точечной сварки
Оборудование принято делить на три типа:
- Неподвижное;
- Передвижное;
- Подвешенное, либо универсальное.
Разделяются сварки в зависимости от рода тока (конденсаторные и трансформаторные). За способом сварки бывают точечными, шовными стыковыми и рельефными.
Аппарат контактной точечной сварки составлен из трех частей:
- Электросистема;
- Механическая часть;
- Водяное охлаждение.
Электрическая часть отвечает за расплавление деталей, контролирует рабочие циклы и перерывы, а также сохраняет текущие параметры. Механическая часть — пневматическая или гидравлическая система, дополнена приводами. Если присутствует исключительно привод сжатия, то перед вами точечная модель, в шовных есть ролики, а в стыковых — система сжатия и осадки. В состав водного охлаждения входит первичный и вторичный контур, разводящие штуцеры, шланги, вентили и реле.
Электроды используются не только для замыкания электрического контура, но и отводят тепло от сварных соединений, для передачи механической нагрузки, в отдельных случаях помогают передвигать заготовки.
Размеры и форма электродов подбирается в зависимости от свариваемых материалов и вида применяемого оборудования. Они должны выдерживать температуры более 600 градусов Цельсия при давлении 5 кг/2 мм2. Именно поэтому главным компонентом выступает бронза и различными добавками.
Сварочные соединения должны поддаваться тщательному контролю для предотвращения дефектов. Допустимы все способы неразрушающего контроля, среди которых первое место отводится первичному осмотру. Но прижатие элементов не позволяет проводить полноценный осмотр, потому продукцию отбирают и проводят разрезы вдоль швов для выявления неточностей. Если дефект обнаружен, партия отправляется на переработку, а сам аппарат поддается калибровке.
Виды контактной сварки
Рельефная сварка. Ее принцип совпадает с точечной, но существует одно различие: и у шва, и у электрода особая, рельефная форма. Она может применяться для решения разных задач, в частности, для крепления кронштейнов или опорных деталей с плоскими заготовками.- Шовная сварка. Процесс многоточечной варки, при котором соединения расположены на близких расстояниях либо с перекрытием. При этом формируется цельное монолитное соединение. Когда между точками перекрытие, то швы получатся герметичными, при его отсутствии герметичность не обеспечивается. В промышленности без герметических швов не обойтись при изготовлении баков, бочек, баллонов и других емкостей.
- Стыковая сварка. Элементы соединяются путем прижимания друг к другу с дальнейшим оплавлением всей плоскости контакта. Данная технология имеет несколько разновидностей в зависимости от металла, его толщины и необходимого качества соединений.
- Точечная контактная сварка. В данном случае работы проводятся в одной или нескольких точках. На качество шва влияют следующие параметры:
- форма и размеры электродов;
- сила тока;
- уровень давления;
- время работы и качество очистки поверхности.
Современные агрегаты отличаются эффективностью, выдавая до 600 сварных соединений в минуту. Такой метод применяется в работе с частями высокоточной электроники, с кузовами автомобилей, самолетов, сельскохозяйственных машин и в других отраслях.
