Контактный способ сварки – вид сварки, при которой сваривание деталей проводится при помощи разогрева металла до температуры плавления в точке их соединения при одновременном прижатии поверхностей друг к другу. Разогрев проводится при помощи пропуска через металл электрического тока большой силы. Принцип метода в том, что разогретые участки деталей взаимно проникают друг в друга, сплавляясь.
К особенностям такой сварки относятся:
- сила тока более 1000А;
- напряжение от 1 до 10В;
- усилие сжатия силой от десятков до сотен килограммов;
- небольшой участок плавления.
Соединение контактной сваркой отличается надежностью. Чаще всего его применяют для соединения листов металла, в том числе очень тонких. Возможно соединение внахлест листового металла толщиной всего несколько микрометров. Максимальная толщина может достигать 2 или 3 см. Чаще всего контактную сварку применяют для соединения листовых деталей толщиной 0,1-6,0 мм.
Виды контактной сварки:
- точечная;
- стыковая;
- шовная и др.
Наиболее распространенным является точечный вид.
Основные параметры контактной сварки – это такие характеристики, как:
- сила тока;
- усилие сжатия деталей;
- продолжительность протекания импульса сварочного тока;
- площадь контактной поверхности электродов и их форма (плоская либо сферическая);
- ковочное усилие для уплотнения ядра (используется не всегда).
Параметры контактной сварки
По силе тока, величине напряжения, времени давления различаются 2 параметра режима контактной сварки:
- Жесткий – процесс отличается высокой силой тока, малым импульсом (от 0,08 до 0,5 с), значительным усилием сжатия деталей электродами. Применяется для сварки меди, алюминия и их сплавов, высоколегированной стали.
- Мягкий – ток небольшой, нагрев происходит медленно, занимая до нескольких секунд. Применяется для закаливаемых сталей. Может использоваться для машин, используемых в домашних условиях, т.к. они проще по конструкции, мощность аппаратуры нужна меньше, чем для жесткого режима.
При жестких режимах используются параметры контактной точечной сварки с силой тока от 5,5 до 23А и длительностью подачи тока от 0,08 до 0,56 с. Усилие составляет 120-1500 кгс.
При мягком режиме сила тока составляет 3,5-12А, длительность импульса 0,2-1,3 с и усилие от 80 до 500 кгс.
Такие параметры применяют при работе с пластинами толщиной от 0,5 до 4 мм.
Качество соединения напрямую зависит от формы, размера электродов. От этих параметров зависит сила сжатия детали, величина зоны плавления, скорость отвода тепла. Различают фигурные и прямые электроды. В основном используются прямые, ими пользуются в тех случаях, когда есть свободный доступ к сварному шву. Фигурные используют, если этот доступ стесненный. Размеры элементов определяет ГОСТ 14111-90. Соотношение диаметра электрода и толщины свариваемых деталей в мм указаны ниже:
- диаметр электрода в зоне контакта 4 мм – толщина детали 0,5 мм;
- 5 – 0,8-1,0;
- 6 – 1,2;
- 7 – 1,5;
- 8 – 2,0;
- 10 – 3,0;
- 12 – 4,0.
Соединение контактной сваркой
Процесс создания соединения происходит в следующей последовательности:
- Сильное прижатие сварными электродами деталей в месте сварки друг к другу, что вызывает микродеформации неровностей металла.
- Подача на электроды тока, при его прохождении металл деталей сильно разогревается с образованием жидкого ядра в зоне плавления. Ядро постепенно увеличивается, в нем происходит взаимопроникновение металла обеих деталей друг в друга. Благодаря одновременному сжатию обеспечивается создание уплотняющей зоны вокруг ядра с жидким материалом, которая не дает произойти утечке расплава.
- Ток отключается, но давление не снимается. Жидкий металл кристаллизуется. Из-за охлаждения происходит усадка вещества, что приводит к появлению остаточного напряжения. Чтобы снизить это отрицательное воздействие, силу сжатия желательно увеличить. Это приводит к проковке металла, снимающей напряжение.
Контактная шовная сварка применяется для сварки деталей из низкоуглеродных сталей. Выполняется она на жестких режимах. Время процесса малое. Сварочные токи применяют выше на 40-50 процентов, чем при точечном виде соединения.
Обозначение контактной сварки приняты в ГОСТ 15878-79:
- Кт – для точечного вида;
- Кр – для рельефного;
- Kш – для шовного.
Контактный способ сварки
Машины контактной точечной сварки имеют множество преимуществ перед другими методами сварки.
- не нужны расходные материалы (электроды, флюс, защитный газ и т.п.);
- автоматизация процесса;
- незначительная деформация;
- производительность;
- возможность сварки очень тонких деталей;
- аккуратный вид швов;
- экономичность;
- экологичность.
Есть и определенные недостатки. Прежде всего, это значительная концентрация напряжения в области соединения. Однако напряжение можно снизить или вообще устранить при помощи определенных технологических приемов.
Еще один недостаток в том, что не всегда возможно обеспечить герметичность шва. Однако она не всегда необходима. Кроме того, при необходимости герметичности соединения используют шовное соединение, отказываясь, например, от точечной, которую обычно используют из-за увеличенной производительности.
Заключение
Контактная сварка – высокопроизводительный вид создания неразрывных соединений. В зависимости от условий, предъявляемых к соединению, используется точечная, шовная или рельефная сварка.
Применяют жесткий и мягкий режимы сварки. Их выбор зависит, прежде всего, от материала соединяемых деталей. Для низкоуглеродистых сталей используют мягкий режим, для высокоуглеродистой стали и цветных металлов – жесткий.
