Контактная сварка

Разновидности контактной сварки

Существует несколько видов контактной сварки. К ним относится точечная сварка (она может быть одноточечной, двухточечной и многоточечной), рельефная сварка, шовная сварка (может быть непрерывной, шаговой и прерывистой), стыковая сварка (выполняемая либо с помощью сопротивления, либо с помощью оплавления). Также возможны комбинации разных методов, например, шовно-стыковая сварка или рельефно-точечная. В таком случае комбинированный метод будет обладать всеми характерными особенностями обоих типов контактной сварки.

Давайте подробнее разберем способы контактной электросварки изделий из металла.

Точечная сварка

Точечная сварка — это самый распространенный тип контактной сварки.  Ее суть в формировании так называемых точек путем нагрева металла и его дальнейшей деформации. Точки формируются с малым шагом, образуя сварное соединение.

Точечная сварка довольно универсальна, она используется для соединения тонколистового металла, маленьких деталей, используемых в электроприборах, и толстых деталей до 2 сантиметров. С помощью такого метода возможна быстрая и качественная сварка нержавеющей стали.

Что касается качества и надежности соединения, то здесь все просто: чем больше точек, тем шов надежнее. Новички ошибочно полагают, что такое соединение ненадежно и может разрушиться в любой момент. Но это большое заблуждение. При формировании точки используется большое давление. Оно без труда деформирует нагретый металл, который затем остывает и надежно фиксирует детали между собой.

Рельефная сварка

Контактная рельефная сварка осуществляется по тому же принципу, что и контактная, только перед работой края одной детали обрабатываются с помощью специальных инструментов или станков, образующих выступы. Деталь кладется сверху, выступами вниз. Выступы могут быть полукруглыми или продолговатыми. В месте выступа как раз и будет точка, формируемая аппаратом для контактной сварки. Вторая деталь остается неизменна, она кладется снизу.

Рельефный метод контактной сварки зачастую применяется при сборке автомобилей. Он очень сложен за счет необходимости формировать выступы и поэтому редко проводится в домашних условиях.

Шовная сварка

Шовная сварка несколько отличается от прочих типов контактной сварки. Здесь электроды роликовые, с их помощью металл не только прокатывается, но и сваривается. При этом сварное соединение выглядит, как при точечной сварке. Но точки перекрывают друг друга на несколько миллиметров, образуя шов, больше похожий на соединение, выполненное ручным способом с помощью покрытого электрода.

Шовная сварка применяется при сварке тонких металлов до 3 миллиметров. Также шовная сварка отлично подходит для сварки герметичных изделий, например, баков и цистерн.

Стыковая сварка

Стыковая контактная сварка также использует тепло и давление, но в другой плоскости. Шов формируется не между верхним и нижним электродом, а посередине. Чтобы лучше понять суть, посмотрите на схему ниже.

Стыковая сварка делится на сварку с сопротивлением и с плавлением. При сварке с сопротивлением детали сначала стыкуют, затем сжимают под небольшим давлением, и только после этого к зоне шва поступает ток, который нагревает металл, размягчая его. Затем металл остывает и образуется соединение.

При сварке плавлением детали предварительно нагреваются до пластичного состояния и только потом соединяются с применением давления. Нагрев может быть либо постоянным, когда тепло поступает во время всего сварочного процесса, либо прерывистым, когда деталь нагревается интервалами. Прерывистый нагрев используются для экономии электричества. Также он полезен, если детали небольшие и тонкие, в таких случаях нет нужды использовать нагрев постоянно.

Внимательные мастера спросят, куда исчезает расплавленный металл? Ведь при других способах сварки при плавлении металл начинает окисляться, образуется шлак. А это создает дополнительные проблемы. Дело в том, что в контактной сварке ток обладает электродинамическим действием, поэтому он без труда выбрасывает расплавленный металл вне зоны сварки.

Электроды для контактной сварки

Слабым местом рассматриваемой технологии можно назвать применение определенных электродов

Многие начинающие сварщики уделяют внимание тому, что стоимость подобных электродов относительно невысокая. К особенностям подобного стержня можно отнести нижеприведенные моменты:

1. На стержень оказывается высокое механическое воздействие. Именно поэтому основа должна быть прочной.
2. Применяемые материалы при изготовлении электродов должны обладать высокой электропроводностью.
3. Высокая термическая стойкость достигается только при применении специальных материалов.
4. Малый коэффициент теплоемкости.
5. Повышенный показатель прочности на сжатие.

Подобными свойствами обладает, к примеру, медь и некоторые другие сплавы на основе подобного металла.

Сварочный аппарат с медными электродами

Все расходные материалы можно разделить на несколько основных групп:

1. При контактной обработке в жестких условиях. Применять их можно для работы с хромистыми и цинковыми сплавами, а также бронзой. В состав может включаться титан и бериллий.
2. Электроды, которые применяются для работы при температуре нагрева около 300 градусов Цельсия. Подходят подобные варианты исполнения для работы с медными и алюминиевыми сплавами, а также углеродистыми и низколегированными сплавами. При производстве применяются различные медные сплавы.
3. Можно также встретить электроды для легких режимов эксплуатации. Примером можно назвать воздействие температуры 200 градусов Цельсия. При изготовлении основы применяется хромистая и кадмиевая бронза. Подобные варианты исполнения чаще всего применяются при роликовой контактной электрической сварке.

Подобные электроды поставляются с соответствующей маркировкой.

Машины для контактной сварки

Для того чтобы повысить производительность труда следует применять специальные машины для контактной сварки. Они бывают самого различного типа, при этом стоимость предложения может существенно отличаться. Машины контактные характеризуются следующими особенностями:

1. Высокая производительность.
2. Есть возможность автоматизировать процесс.
3. Высокий показатель качества получаемого соединения.
4. Бесшумность работы.
5. Высокая безопасность.

Самодельная машина для сварки

Классификация подобных устройств проводится по самым различным признакам. Примером можно назвать размеры корпуса и компоновку, диапазон мощности подаваемого тока. Установка контактной сварки может проводится в самых различных помещениях, однако должна учитываться техника безопасности. Примером можно назвать то, что устройство должно быть хорошо заземленным. Некоторые модели предусматривают питание от стандартной сети, другие нужно подключать к трехфазной.

Другие виды и варианты использования контактной сварки

Схема шовной сварки.

При необходимости обеспечения высокого качества сварного соединения может быть использована контактно дуговая сварка. В процессе ее осуществления сварочная машина поддерживает импульс сварочного тока необходимой мощности и продолжительности. Этот ток поджигает электрическую дугу между привариваемым материалом и поверхностью, к которой он приваривается. Процесс продолжается десятые доли секунды.

Качество сварного соединения может быть повышено с помощью керамических колец, а также за счет подачи в зону сварки инертного газа:

1. Привариваемый крепежный элемент вставляется в сварочный пистолет и приставляется к основе. На крепежный элемент надето защитное керамическое кольцо.
2. Электромагнит приподнимает крепежный элемент, на который к этому моменту подано сварочное напряжение. Между основанием и крепежным элементом возникает электрическая дуга, частично расплавляющая их. Расплавленный металл не растекается благодаря керамическому кольцу.
3. Электромагнит отключается, а пружина вдавливает крепежный элемент в основание.

Преимущества этого вида сварки – высокое качество и быстрота. Диаметр привариваемых крепежных элементов не должна превышать 24 мм. Качество сварки не зависит от состояния поверхности. Благодаря этому она используется, прежде всего, там, где нужны качество и надежность сварных соединений.

Установка контактной сварки может быть для пайки твердыми припоями. Их плавление происходит за счет нагрева электрическим током, протекающим через место спайки. Расплавленный припой заполняет шов. Таким образом, например, осуществляется пайка резцов.

Сварочная машина подвергается небольшим переделкам:

• на нижнем электрододержателе крепится суппорт для зажима резца;
• суппорт соединяется с электрододержателем гибкой медной шиной;
• верхний электрод не переделывается.

В качестве припоя лучше применить смесь равных частей латунных опилок и буры, играющей при пайке роль флюса, но можно использовать и чистую латунь. Резец зажимается в суппорте, на место спайки помещается небольшое количество припоя, а поверх нее – припаиваемая твердосплавная пластина.

Верхним электродом эта пластина прижимается к резцу, на электроды подается сварочное напряжение. Сварочный ток разогревает место контакта, в результате чего припой плавится. Давление электродов должно быть таким, чтобы припой не выдавился полностью, но и не возникло перегрева, в результате которого может произойти отпуск твердосплавной пластины. Величина этого давления подбирается экспериментально. Толщина качественного шва не должна превышать 0,1 мм.

Требования к условным обозначениям

Вне зависимости какого типа при изготовлении металлоизделий используются сварные швы, обозначение на чертежах должно осуществляться в соответствии единого набора требований. Отражающаяся на схемах и в пояснительной записке информация должна быть приведена в специально разработанных формах:

• техническое описание соединяющих в единую конструкцию отдельные элементы стыков;
• таблица сварных швов на чертеже, пример заполнения ее в разных вариантах представлен выше. Определенными особенностями при составлении чертежей отличается и сама сварка. Проводиться она должна только в том виде, который установлен действующими требованиями.

Только разработанный в соответствии всех регламентов и стандартов чертеж способен выступать гарантией того, что в процессе сваривания у специалиста никаких проблем не возникнет и он сможет безошибочно и оперативно выполнять задачи любой сложности. Если же в чертеже имеют место нарушающие требования ошибки, то его не смогут утвердить контролирующие органы.

Не менее важным этапом сварочного процесса в сравнении с проведением работ является составление технической документации, поскольку определяющий фактор того, каким должно быть сварочное соединение – чертеж.

Если говорить об условных обозначениях соединительных стыков, то вне зависимости от технологии сварочного процесса здесь также существуют конкретные требования. Наряду с обеспечением наглядности чертежа используемые обозначения также в разы упрощают работу сварщика.

Конкретные особенности предусмотрены для каждого отдельного обозначения. Учитывая, что сварщик при изготовлении изделий ориентируется на представленный ему чертеж, то даже малейшие неточности в нем способны привести к тому, что готовая конструкция не будет отвечать выдвигаемым к ней техническим характеристикам.

Каждый специалист, работающий со сваркой, обязан знать, что указывается в условном обозначении сварного шва на чертеже и уметь быстро и точно прочитать любую информацию. Не имея таких навыков практически невозможно определить какими характеристиками должно обладать сварочное соединение, какой тип шва использовать в конкретных случаях.

Основным документом, в котором выдвинуты все требования относительно того как на чертеже показывается сварка любым способом является единый государственный стандарт. При этом не только разрабатывающие технические чертежи специалисты должны беспрекословно владеть всеми существующими требованиями, но также и те, кто непосредственно будет в дальнейшим по составленным проектам сваривать металлоизделия. Такие знания выступают залогом того, что реализация проекта будет проведена качественно.

Виды сварочной проволоки

При проведении стыковой сварки следует правильно выбрать наиболее подходящую проволоку. Она может применяться для получения качественного изделия. Специалисты должны различать разновидности проволоки и уметь подбирать наиболее подходящую. Сегодня в продаже встречается следующая проволока:

1. Медная получила большое распространение при соединении низкоуглеродистых сталей.
2. Из нержавеющей стали подходит для работы с хромированными и другими легированными сталями
3. Алюминиевая чаще всего выбирается при работе с сулиминами или дюралюминием.

Кроме этого, уделяется довольно много внимания выбору поперечного сечения. Он подбирается в зависимости от того, какая будет площадь контакта соединяемых элементов.

Устройство машины для шовной контактной сварки

Основной несущей конструкцией аппарата является станина. На ней крепятся все остальные узлы:

• источник питания;
• кронштейн неподвижного ролика;
• кронштейн подвижного ролика;
• устройство прижима;
• механизм подачи заготовки

Роликовые электроды изготовлены в виде сужающихся к краям бронзовых дисков, они закреплены на концах кронштейнов с помощью подшипников скольжения.

Источник питания обеспечивает периодическую подачу тока большой мощности на электроды. Он также питает привод устройства прижима и механизма подачи. Источник питания у современных аппаратов выполняется по инверторной импульсной схеме с двойным преобразованием напряжения. Это позволяет снизить габариты устройства и исключить броски напряжения в питающей сети.

Области применения стыковой сварки

Распространение подобного метода можно связать с различными их достоинствами. Стыковая сварка используется:

1. В строительстве при изготовлении монолитных конструкций. Они должны быть рассчитаны на воздействие большой нагрузки.
2. В металлургии метод используется для соединения листового и проволочного проката. Стыковая сварка позволяет получить сплошную поверхность высокого качества.
3. В железнодорожной сфере проводится создание рельс без стыков. Они позволяют технике развивать довольно высокую скорость. Для соединения отдельных секций уходит относительно небольшое количество времени.
4. В автомобильной сфере технология стыковой сварки применяется для получения корпусных изделий. Особенности применяемого оборудования позволяют получать изделия сложной формы.
5. При создании режущей части из легированной стали также применяется контактная сварка. Именно поэтому при работе режущая кромка не цепляется за обрабатываемую поверхность. Прочность соединения довольно высокая, поэтому инструмент выдерживает оказываемую нагрузку.
6. Соединение стальных и пластиковых труб также проводится при применении рассматриваемого способа. За счет применения специального инструмента можно получить равномерный шов высокого качества.

Трубопроводы для подачи газа и нефтепродуктов также создаются при контактной сварке. Технология позволяет соединять трубы диаметром до 1420 мм. Высокая производительность позволяет сделать герметичное соединение в течение 5 минут.

В заключение отметим, что контактная сварка в большинстве случаев может заменить распространенную технологию, связанную с подачей тока высокого напряжения на обрабатываемую деталь. При этом не происходит расплавка металла и изменения основных эксплуатационных качеств.

Конструкции электродов

Классификация электродов для ручной дуговой сварки

Рассматривая различные виды электродов для ручной дуговой сварки, следует уделить внимание тому, что различные обмазки могут стабилизировать образующуюся дугу во время горения. Все виды покрытия стержня имеют свои особенности, которые следует учитывать, рассматривая типы электродов для ручной дуговой сварки. Одни и те же марки могут изготавливаться различными производителями

Стоит учитывать, что качество расходного материала может существенно отличаться

Одни и те же марки могут изготавливаться различными производителями. Стоит учитывать, что качество расходного материала может существенно отличаться.

Предназначение электродов может быть самым различным. По этому критерию проводится следующая классификация электродов ручной дуговой сварки:

1. Довольно большое распространение получили легированные металлы, так как за счет добавления различных химических веществ существенно улучшаются эксплуатационные характеристики. Некоторые химические вещества могут существенно повысить теплоустойчивость металла. Для подобных сплавов применяются электроды, которые в маркировке имеют букву «Т».
2. Для сваривания сталей, которые имеют низкую концентрацию примесей, применяют варианты исполнения, при маркировке которого применяется буква «У». Кроме этого, подобные электроды для ручной дуговой сварки подходят соединения металлов со средней концентрацией углерода. Достигаемое значение сопротивления на разрыв составляет 600 МПа.
3. Конструкционные стали также получили весьма широкое распространение. В их составе также встречаются легирующие элементы. Сопротивление на разрыв в этом случае составляет 600 МПа.
4. В некоторых случаях может проводиться напайка металла на поверхность. Металл может обладать исключительными эксплуатационными качествами. Для этого случая подходит вариант исполнения, при обозначении которого применяется буква «Н».
5. В продаже встречаются электроды, предназначенные для сталей с высокой концентрацией легирующих элементов.
6. В отдельную группу отводят стали, которые обладают высокими пластичными свойствами. Работать с подобным материалом достаточно сложно, поэтому стали выпускать электроды по алюминию или другим подобным сплавам. В маркировке указывается буква «А».

Виды электродов для сварки

Диаметры электродов для ручной дуговой сварки могут существенно отличаться, что связано с особенностями проводимой работы. Классификация проводится также по толщине создаваемого покрытия. Выделяют следующие виды электродов:

1. С тонким покрытием. При обозначении применяется буква «М». Как правило, в этом случае поверхностный слой около 20% (показатель берут от общего значения диаметра).
2. Со средней толщиной покрытия. При обозначении указывается буква «С». В этом случае наносится слой, толщина которого составляет 45% от диаметра применяемого стержня при изготовлении.
3. Толстое покрытие составляет 80% от диаметра, в маркировке указывается буква «Д».
4. Есть и особо толстые варианты исполнения, при обозначении которых указывается буква «Г». В этом случае толщина более 80%.

Не стоит забывать о том, что электроды могут иметь ограничения по применению и относительно положения во время проведения работ. Примером можно назвать то, что некоторые вещества обладают повышенной текучестью, и проводить работы у потолочной поверхности будет сложно. Для того чтобы можно было быстро определить предназначение электродов для ручной дуговой сварки применяется определенная схема маркировки:

• 1 – варианты исполнения, которые можно использовать практически в любом положении. Это связано с тем, что применяемая обмазка сохраняет свою форму и не слишком текучая.
• 2 – можно использовать практически во всех положениях, за исключением работы при вертикальном расположении применяемого инструмента.
• 3 – эти электроды предназначены для горизонтального и вертикального применения, исключается потолочное положение
• 4 – электроды для ручной дуговой сварки, которые могут применяться только в горизонтальном положении.

Разные марки электродов для сварки

Стоит учитывать, что в разных странах применяются различные стандарты маркировки. В продаже встречаются электроды для ручной дуговой сварки отечественных и зарубежных производителей, классификация которых может существенно отличаться.

Техника безопасности при точечной сварке

Главное при использовании аппаратов точечной сварки — соблюдение правил электробезопасности. При эксплуатации техники не должно быть оголенных контактов, нарушений изоляции кабелей. Все контакты при подключении аппарата к сети должны соответствовать номинальным параметрам, обязательно применение дифавтоматов и заземления.

При удерживании металлов используйте диэлектрические перчатки, рукоять клещей должна быть надежно заизолирована.

Средства защиты

Стандартный набор сварщика вполне подойдет для работы с точечной сваркой. Плотная роба, хлопчатобумажные или спилковые перчатки, прозрачный щиток или очки, респиратор или вытяжка — вот весь набор средств защиты.

Обозначение контактной сварки на чертеже

Рассматриваемый тип соединения применяется крайне часто в последнее время, что связано с высокой производительностью технологии. Для упрощения работы инженеров на чертежах также проводится указание рассматриваемого соединения. Как правило, отображается обычная линия, к которой подводится полка с соответствующим обозначением.

Рассматриваемый метод обработки указывается в соответствии с ГОСТ 15878-79. Стоит учитывать, что при точечном воздействии отображаются своеобразные крестики, если шов роликовый, то для этого используется сплошная линия.

В заключение отметим, что при самостоятельном проведении точечной обработки достаточно сложно добиться высокого качества. Это связано с тем, что для работы требуется специальное оборудование. При применении автоматизированного оборудования качество соединения весьма высокое. Однако, обходится оно достаточно дорого, целесообразно проводить установку в случае массового производства.

Точечная сварка – что это такое, устройство аппарата, виды оборудования

Соединение деталей не по всей площади контакта, а только в отдельных местах называется точечной сваркой. Технология применима преимущественно для тонкостенных деталей, достигающих в толщину не более 2 мм.

Суть метода сводится к созданию мощного электрического импульса между 2-мя расположенными друг против друга электродами по разные стороны сжатых заготовок. В результате возникает локальный разогрев, расплавление и последующее застывание вещества заготовок с образованием единой структуры.

Сварной процесс обладает следующими параметрами:

1. Время действия электродуги – 0,2-3 сек.
2. Плотность тока – 100-300 А/мм².
3. Величина рабочего напряжения – 1-10 вольт.
4. Сжатие в сварной точке – 10-100 кг и больше.

Применяется метод в первую очередь для заготовок, соединяемых внахлест. При этом поперечник сварного пятна достигает от 2-3 мм до 2 см.

Соединение точечной сваркой металлических элементов между электродамиИсточник metmastanki.ru

Устройство сварочного аппарата

Агрегат для точной сварки состоит из следующих рабочих узлов:

• Индукционного трансформатора, производящего мощный разряд при небольшом напряжении.
• Зажимной конструкции. Состоит она из пары электродов, закрепленных на противоположенных рычагах, и прижимного устройства.

От параметров прижимного узла во многом зависит и качество соединения, и скорость сварного процесса. Механизмы бывают нескольких типов:

1. Механические. Работают от пружины, приводятся в действие физической силой. Устанавливаются на бытовых моделях. Недостаток – низкая производительность.
2. Пневматические. Функционируют под действием сжатого воздуха. Устанавливаются, как правило, на переносных моделях. Минус – неизменность величины давления в ходе варки, малая скорость.
3. Гидравлические. Характеризуется доступностью настроек. Однако применяется крайне редко, к тому же, не обладает достаточной производительностью.
4. Электромагнитные. Отличаются быстродействием. Ими оснащается большинство современных моделей. Плюс – возможность перенастройки сжатия в ходе сварки.

Переносной аппарат для точечной сваркиИсточник svarochnye-apparaty.kz

Виды оборудования

Ввиду того, что технология точечного соединения широко распространена и применяется в самых разных случаях, сварочные аппараты различаются по целому ряду признаков:

• Возможности транспортировки – стационарные, мобильные, подвесные.
• Автоматизации процесса – автоматические и ручные.
• Пространственному размещению электродов – параллельные и противоположные.

Также оборудование различается по мощности потребления и характеристикам тока.

В бытовых условиях чаще всего применяется споттер – компактная переносная модель. Характерные особенности изделия – отсутствие специальных зажимных клещей. При этом с его помощью можно сварить сталь, медь, нержавейку и другие сплавы.