Контактная сварка что это такое
Что такое контактная сварка
Впервые контактная сварка была опробована более века назад. Сегодня данный вид сварки широко применяется в промышленности и машиностроении.
Данный способ сваривания металлов отличается простотой, а качество соединения не зависит от имеющегося опыта у сварщика. Из данной статьи вы сможете узнать, что такое контактная сварка, принцип её работы, а также про аппараты, которые используются для этого вида сварки.
Что такое контактная сварка
Контактная сварка представляет собой процесс получения неразъёмного соединения путем нагревания металлов с последующим их сжатием. Благодаря деформации нагретые металлы надежно соединяются, образуя тем самым прочное и надежное соединение.
Для контактной сварки характерна быстрота выполнения работ, отсутствие как таковых расходных материалов, и необходимости в опыте сварщика. Контактная сварка получила широчайшее распространение в промышленности, особенно в машиностроении.
Аппараты для контактной сварки
Для контактной сварки применяются специальные аппараты, конструкция которых состоит из двух основных элементов — электрической и механической составляющей. Электрическая составляющая аппарата для контактной сварки — это понижающий трансформатор, который выдаёт большое количество ампер.
Благодаря низкому напряжению, но большому амперажу (сила тока иногда достигает несколько тысяч ампер), нагрев металла происходит за считанные секунды. В роли механической составляющей служат специальные клещи, которые не только сводят металлы вместе, но и с силой сжимают их под давлением.
Таким образом, при сжатии и нагревании, металлы надежно соединяются один с другим, образуя очень прочное соединение.
Виды контактной сварки
Контактная сварка имеет несколько видов, в зависимости от размеров соединения, необходимой прочности, области применения и многого другого. Поэтому оборудование, которое может использоваться для каждого вида контактной сварки, отличается своей конструкцией и функциональными возможностями.
Итак, на сегодняшний день различаются следующие виды контактной сварки:
Точечная сварка — самый простой и доступный из всех вид контактной сварки. Такой способ соединения металлов может быть выполнен с одной или с двух сторон. Он подразумевает собой соединение металлов точечно.
Рельефная сварка — является разновидностью точечной сварки и позволяет формировать рельефные стороны на свариваемой заготовке вместо плоских. Это могут быть шпильки или выступающие полусферы. Основное отличие рельефной сварки от точечной, это формирование более высокого по прочности соединения.
Шовная сварка — отличается длинными продольными швами.
Стыковая сварка — может быть реализована несколькими способами — оплавлением или сопротивлением с последующим сжатием металлов.
Контактная сварка отличается простотой и высоким качеством получаемого соединения. Однако такой способ сварки применим чаще всего на производстве, там, где нужна высокая скорость работы по соединению металлов.
Технология контактной стыковой сварки и актуальное оборудование
Контактной сваркой называют метод соединения металлических изделий, крепко прижатых друг к другу, путем нагрева места их контакта электрическим током большой величины.
Технология реализуется с помощью сварочного аппарата и активно используется на предприятиях массового производства однотипных изделий, в микроэлектронике, машиностроение и т. п.
Наличие большого числа достоинств позволило контактному методу сваривания металлоконструкций найти широкое применение в промышленности и быту.
Применение технологии на практике
Электрическая точечная сварка позволяет создать образование неразъемного соединения кромок металлических деталей при помощи высокой температуры от проходящего электрического тока из инвертора и пластической деформации зоны их контакта при сжатии.
Она предоставляет сварщику уникальную возможность работать с широким диапазоном свариваемых толщин: от 1-2 микрометров до 30 миллиметров.
Архиважная роль при данном методе выполнения сварных операций отведена электрическому сопротивлению зоны соединения, поэтому его также называют электрической сваркой сопротивлением. Правила проведения сварочной операции контактным методом описаны государственными стандартами 15878-79.
Достоинства применения точечной технологии сваривания очень широки.
Опишем наиболее значимые из них:
Помимо точечной, большим перечнем достоинств характеризуются иные виды разновидности контактной сварки: стыковая, шовная и пр. Но именно точечная сварка наиболее распространена сегодня.
Она актуальна при изготовлении крупногабаритных строительных конструкций, космических агрегатов, миниатюрных полупроводниковых устройств, микросхем. Такое положение дел объясняется универсальностью контактного метода сваривания деталей из металла.
Практически все известные человечеству конструкционные материалы могут соединяться с помощью данной технологии в единое изделие: разнообразные виды низкоуглеродистой, легированной стали, жаропрочные, коррозионно-устойчивые сплавы, сплавы алюминия с иными металлами, магния и титана, т.п.
Также точечная сварка своими руками актуальная для выполнения ремонтных операций в небольших мастерских, СТО и т.п. С ее помощью собирают автомобили, железнодорожные вагоны, самолеты, возводят железобетонные конструкции, создают радиоэлектронные агрегаты.
Технология контактной сварки
Технология контактной сварки подразумевает нагрев металлических поверхностей до температуры плавления металла за счет тепла, образующегося в процессе прохождении мощного электрического тока от одной детали к другой сквозь точку их контакта.
В то же время, соединяемые детали сжимаются друг с другом, что приводит к взаимному проникновению и сплавлению нагретых участков металла. В итоге, создается ядро сварной точки в форме чечевицы, имеющие диаметр 4-12 мм.
Особенности точечной контактной сварки инвертором заключаются в:
На заметку! Изделия из низкоуглеродистой стали могут свариваться без расплавления ядра, но такие соединения не будут надежными, поэтому данный вид сварочных работ применяется крайне редко.
Согласно общей классификации, технологию контактной сварки относят к классу термомеханических процессов.
Разновидности контактной сварки.
Все операции в процессе работы можно разделить на несколько последовательных этапов:
В условиях промышленного предприятия частота сваривания достигает сварных 600 точек в минуту, самодельная сварка точечным методом в домашних условиях осуществляется медленнее.
При осуществлении точечной сварки своими силами в домашней мастерской важно придерживаться постоянства следующих параметров:
Не менее важно соблюдать технику безопасности при выполнении сварочных работ точечным методом:
Особенности сварного процесса
При точечном сваривании к месту соединения металлических деталей применяется кратковременный импульс электрического тока, длительность которого меняется в пределах 0,01-0,1 секунды.
При этом в зоне наложения электродов кромки изделий расплавляются, приобретают общее ядро. После подачи тока детали остывают под давлением для кристаллизации этого ядра, а также его полного остывания.
Технические данные машин контактной сварки.
Основные способы контактной сварки:
Особенности такого вида сварки заключаются в том, что он не требует повышенных мер безопасности. Прижатие деталей друг к другу приводит к образованию уплотняющего пояска между ними без выплеска расплавленного металла.
Но давление с деталей стоит снимать с некоторой отсрочкой, чтобы обеспечить им лучшую кристаллизацию, проковывание и добиться устранения неоднородностей.
Достоинства точечной сварки ‒ экономичность, высокая механическая прочность швов, возможность автоматизировать рабочие процессы. Недостатки контактной сварки заключаются в отсутствии герметичности созданных сварочных швов.
Обеспечить сварные швы высоким качеством позволит предварительная подготовка. Детали очищаются от всех видов загрязнений при помощи специальных щеточек, методом опескоструивания, травления в кислотах, а также иными способами.
Сборку перед сваркой важно выполнить таким образом, чтобы она обеспечила точное и плотное прилегание металлических изделий друг к другу.
В противном случае, зазор между деталями уменьшит и поглотит часть давления на них, осадочное давление снизится, появится разброс прочности сварных точек. В целом, это снизит прочностные характеристики сварного шва, сделает его уязвимым для негативных факторов извне.
Режимы осуществления технологии
В зависимости от особенностей изготавливаемой металлоконструкции, подбирается актуальный способ контактной сварки.
Каждый конкретный случай необходимо рассматривать отдельно:
Также важное задание для сварщика ‒ контроль сварочного оборудования при работе с металлоконструкциями. Крайне важно анализировать соответствие выбранных параметров агрегата требованиям к выполнению данной операции.
Контактная шовная сварка.
Важно подобрать правильный режим сварки:
Мягкий режим актуален для сталей с высоким содержанием углерода, а также легированных сталей.
Важно! При выполнении контактной точечной сварки необходимо соблюдать технологию, выбранный режим и обеспечить мастера актуальными условиями, иначе сварные швы могут получиться низкокачественными. Могут возникнуть различные дефекты, наиболее опасный из которых ‒ непровар точки с полным отсутствием литого ядра или крохотными его размерами.
Важно не только знать, как сделать точечную сварку, но и понимать, как повысить прочностные характеристики изготовленной конструкции после окончания работы. Для этого требуется осуществить термообработку металлического изделия.
Нагрев металла при контактном методе соединения деталей из металла с применением высокого опуска или пропускания электротока непосредственно после окончания работы позволит устранить внутреннее напряжение, образующееся в процессе работы.
Также качественно выполненная термообработка созданного сварного шва поможет улучшить структуру соединения и уничтожить опасный мартенсит, что в целом увеличит срок службы металлоконструкции в несколько раз.
Оборудование для контактной сварки
Все агрегаты для сварки контактным методом условно классифицируются по следующим признакам:
По назначению сварное оборудование делят на модели общего назначения и специализированные агрегаты, применяемые для конкретных работ.
Прецизионное оборудование для точечной сварки широкого назначения подойдет для сваривания разного рода микроэлектронных устройств, металлических изделий, в зависимости от особенностей их конструкции и актуальных требований.
Сварочный аппарат для точечной сварки.
Но в случае большинства металлических изделий и сплавов нужно применить специализированные агрегаты для контактной точечной сварки:
В оборудовании для контактной стыковой сварки на производстве применяются разные виды источников питания
Схема стыковой сварки оплавлением должна описывать вид применяемого оборудования, что упростит сварщику задачу и позволит добиться максимально высокого качества сварных соединений.
Электроды для контактной сварки могут располагаться по-разному:
В первом варианте электроды одновременно сжимают детали с двух сторон. Во втором – сварная проволока опирается на детали с одной стороны.
Контактная стыковая сварка оплавлением подразумевает использование разных видов сварочных головок:
По способу передвижения сварочные агрегаты для контактного метода соединения металлических изделий в единую конструкцию могут быть:
В первом случае сварные детали перемещают под конкретный агрегат, а во втором и третьем ‒ осуществляется монтаж аппарата в положение сваривания.
По способу автоматизации сварочные агрегаты бывают:
Ручные агрегаты более доступны по стоимости, однако, требуют большего мастерства со стороны сварщика: абсолютно все операции должны осуществляться вручную под четким контролем человека.
Автоматизированное оборудование для точечной сварки лишает мастера необходимости осуществлять ряд процессов, поэтому облегчает работу для малоопытного сварщика.
Основные параметры при выборе сварной машины ‒ сила сварочного тока, а также длина рычагов со сварными электродами. Они определят возможную толщину деталей для сваривания, вид металла и габариты конструкций, с которыми можно работать.
Зачастую производители указывают их в паспорте конкретной модели аппарата. Простой сварочный аппарат своими руками для точеной технологии можно изготовить своими руками.
Итоги
Применение контактной сварки из инвертора своими руками позволяет соединять металлы и сплавы разных марок с помощью высокой температуры электрического тока, провоцирующей пластическую деформацию зоны контакта деталей при их сжатии.
Технология контактной сварки имеет широкую область применения: активно применяется в быту и промышленных масштабах при изготовлении больших партий однотипных изделий из металла.
Важно соблюдать технологию, нанести на схему обозначение контактной сварки, применить рекомендуемые производителем электроды, правильно выбрать режимы работы агрегата, тогда сварные швы приобретут высокое качество и долговечность.
Что такое контактная сварка
Впервые контактной сваркой, как методом соединения металлов, воспользовался английский физик Уильям Томсон в 1856 г. Сейчас технология активно применяется в машиностроении, авиастроении, выпуске корпусов различной техники, авторемонте и т. д. Метод сварки один из наиболее быстрых, легко автоматизируется, качество соединения не зависит от опытности сварщика. Рассмотрим принцип работы аппаратов контактной сварки, виды этого метода, необходимые расходные материалы.
В этой статье:
Принцип работы аппаратов контактной сварки
Аппараты контактной сварки имеют электрическую и механическую часть. Электрическая состоит из источника тока, который понижает напряжение (V) и повышает количество ампер (A). Сварочный ток достигает сотен и даже тысяч ампер, благодаря чему происходит быстрый нагрев и прочное соединение. Механическая часть реализована в виде сварочных клещей и обеспечивает сведение сторон, их прижим в месте, где требуется соединение.
Сварка происходит следующим образом:
Длительность подачи сварочного тока и его сила настраиваются в зависимости от толщины соединяемых сторон. Например, для контактной сварки двух прутков сечением 1.5 мм (1.5+1.5), понадобится сила тока 1500 А и продолжительность воздействия 1-2 секунды.
Виды контактной сварки
Хотя принцип действия везде один, ГОСТ 15878-79 выделяет несколько разновидностей контактной сварки. Они определяют размеры соединения, прочность стыка, области применения. Оборудование для разных видов контактной сварки тоже имеет свои особенности.
Точечная сварка
Подразумевает соединение металла путем плавления в одной точке. В зависимости от оборудования и исполнительных механизмов подразделяется на:
Рельефная сварка
Разновидность точечной сварки, но отличается формой свариваемой поверхности. Вместо плоских сторон деталей, в заготовках заранее создаются выпуклости (выступающие полусферы, шпильки). Они предусматриваются еще на этапе литья деталей. Затем стороны соединяются между собой, к ним подводится электрический ток и выступающие части плавятся, образуя точечные соединения. Возможны длинные кольцевые или продольные швы этим методом, если изначально предусмотреть рельеф нужной формы.
Метод сварки наиболее востребован в машиностроении, поскольку обеспечивает прочное соединение, чем обычная точечная сварка.
Шовная сварка
Разновидность контактной сварки, при которой выполняются длинные продольные швы. В отличие от рельефной, ток подается не на изделие, а на два подвижных ролика. Они располагаются над и под листовыми заготовками. Металл, оказавшись между ними, нагревается от прохождения тока, и соединяется. По мере продвижения роликов образуется сплошное шовное соединение.
Существует несколько техник выполнения шовной сварки контактным способом:
Ролики в сварочных аппаратах контактной сварки могут быть оба ведущими или один ведущий, а второй — ведомый. Последний движется за счет протягивания заготовки. Метод подходит для сборки бочек, емкостей.
Стыковая сварка
Реализуется одним из двух способов: сопротивлением или оплавлением. Стыковая сварка сопротивлением подразумевает подвод тока к двум деталям, сжатым с усилием. В месте стыковки образуется сопротивление и повышенный нагрев. Затем сжатие резко усиливают (происходит осадка деталей) и получается стыковое соединение.
Контактная стыковая сварка оплавлением проводится путем сведения двух заготовок стыками между собой. К деталям подается сварочный ток, разогревающий торцы изделия. После этого силу тока снижают, но продолжают подавать электричество. В местах контакта происходит оплавление и получается сварочное соединение. Если держать стороны сведенными дольше и одновременно подавать сварочный ток, жидкий металл даже выступит наружу из зазора, а шов станет сплошным. Этот метод обеспечивает более прочное соединение и экономию электроэнергии, чем технология соединения сторон сопротивлением. Подходит для сварки арматуры встык.
Подготовка поверхностей
При выполнении контактной сварки качество соединения отчасти зависит от правильности подготовки поверхности. Чтобы стороны надежно сварились между собой, необходимо обеспечить их плотный прижим. Для этого убирают мусор, окалины, грязь и ржавчину в месте стыковки, а также на соседней зоне, расположенной в этой плоскости (там, где выступающий мусор помешает сведению сторон). Коррозию зачищают шлифовальными машинами.
Контактной сваркой разрешено соединять стороны, у которых толщина не отличается друг от друга более чем на 15%. Иначе одна пластина разогреется сильно, а вторая не успеет прогреться — соединение будет слабым, возможны деформации изделия.
Для стыковой сварки методом сопротивления плоские стороны требуется подогнать между собой по форме, чтобы не было просветов. Жаропрочные стали и легированные нуждаются в обезжиривании.
Контактная сварка
Содержание:
Контактная сварка является востребованной технологией, которую активно используют в производственных и бытовых условиях. Во время нее производится соединение металлических изделий с использованием сильного нагревания и давления. В результате образуется прочное сварное соединение с ровной поверхностью.
Этот вид сваривания применяется для соединения однотипных изделий, тонких деталей. Несмотря на то, что данный метод уже длительное время применяется в разных областях производства, необходимо изучить его важные особенности и характеристики.
Общая информация
Что такое контактная сварка? А именно что лежит в основе данной технологии? Во время ее проведения производится соединение друг с другом металлических деталей. Этот процесс осуществляется за счет нагревания областей контакта деталей электрическим током с высокой величиной. Дополнительно для усиления сваривания применяется давление, которое осуществляет сжатие деталей с последующим расплавлением и охлаждением области сваривания.
Обычно контактную технологию применяют для однотипных изделий. Ее принцип основывается на преобразовании электрического напряжения в тепловую энергию в области соединения, именно она вместе с давлением образует прочное соединение. Применение электрического тока намного упрощает нагревание. Во время сварки должно создаваться необходимое давление, оно сможет обеспечить хороший контакт между поверхностями.
Обратите внимание! Давление, которое оказывается в процессе контактного сваривания, создают определенные механические части сварочного оборудования. Если технология будет осуществляться в соответствии со всеми правилами, то в итоге можно получить прочный, качественный и ровный шов.
Преимущества и недостатки
Сварка нержавейки и других металлов контактной сваркой является востребованной технологией. Она применяется в разных областях промышленности, и ее распространенность объясняется целым рядом преимуществ:
Но все же имеются некоторые недостатки, которые обязательно нужно учитывать при проведении контактного сваривания:
Принцип работы оборудования
Для проведения контактного сваривания могут применяться разные аппараты. В зависимости от условий оборудование может быть подвесным, стационарным или переносным. Часто приборы имеют узкую специализацию, но в продаже встречаются универсальные устройства.
Контактная сварка нержавеющей стали и других видов металла требует от сварщика определенной подготовки, специальных навыков, поэтому ее часто используют на производствах. Особой популярностью пользуется электросварка, а вот ручные методы применяются намного реже, данные аппараты обычно встречаются в автомастерских и на строительных площадках.
Стоит отметить! Каждый сварщик обязательно должен знать какое действие электрического тока используется при контактной сварке. Как было указано выше, оно не должно быть меньше 1000 Ампер, желательно больше. Этот показатель обеспечивает высокую скорость и производительность сварочного процесса.
Устройство контактной сварки состоит из следующих важных компонентов:
Виды контактной сварки
Виды контактной сварки имеют характерные отличительные особенности, которые обязательно нужно учитывать при проведении любого из методов. Они могут влиять на качество и вид сварного шва.
Точечная
Рассматривая способы контактной сварки, особое внимание стоит уделить точечному методу. Во время его проведения сваривание может производиться в одной или нескольких точках металлической поверхности.
Прочность и качество соединения зависит от нескольких факторов:
Современное сварное оборудование обладает высокой мощностью и скоростью. Они способны за минуту производить в минуту до 600 сварных соединений. Именно по этой причине данная технология применяется для сваривания частей электроники, кузовных компонентов автомобилей, самолетов, сельскохозяйственной техники. Помимо этого этот метод нашел применение во множестве других областей промышленности.
Рельефная
Данная технология используется практически во всех областях промышленности. Также она может применяться в качестве дополнения, для сваривания рельефных деталей. При помощи этого метода часто производиться прикрепление кронштейнов и опорных деталей к заготовкам с плоской формой.
Шовная
Шовная контактная сварка нержавейки или многоточечная технология создает несколько соединений, которые располагаются близко или с перекрытием, формирую единое монолитное соединение. Если между точками находится перекрытие, то шов получается прочным и герметичным. Если же точки находятся близко друг другу, то соединение выходит не герметичным.
В промышленности этот метод применяется редко. Обычно используется перекрывающийся, герметичный шов. При помощи него создают баки, бочки, баллоны и другие подобные емкости.
Стыковая
Во время данной технологии при соединении детали плотно прижимаются друг к другу. После выполняется оплавление всей плоскости контакта. Этот метод имеет подвиды, которые подбираются в зависимости от типа, толщины металла, а также от требуемого качества соединения.
Важно! Самым простым способом считается сварка оплавлением, она предназначена для изделий из легкоплавкого металла с небольшой площадью пятна контакта. Технология с оплавление и плавлением с подогревом подходит для более прочных металлических элементов с огромным сечением.
Процесс сварки
Контактное сваривание имеет важные особенности и нюансы, которые обязательно должны соблюдаться при проведении процесса. Но как показывает практика, чтобы выполнить этот метод не обязательно иметь большой метод, с технологией смогут справиться даже новички.
Но все же в этом деле потребуется знание алгоритма сварочной технологии:
Обозначение на чертежах
Иногда для проведения технологии может потребоваться чертеж или схема контактной сварки. На ней должны быть правильные обозначения параметров и важных критериев этого метода. Ниже имеется фото со схемой данной технологии.
Сварщик должен взять на заметку несколько важных обозначений:
Этот способ подходит для изделий из разных металлов, сталей, нержавейки, с ним легко работать, и он безопасен для человека и окружающей среды. Но все же перед тем как приступать, стоит заранее узнать, какое действие тока при контактной сварке должно применяться, именно от этого зависит качество работ.