 |
Основные параметры контактной сварки и их влияния на качество сварных соединений.
|
|
|
|
Основные параметры контактной сварки: сварочный ток Iсв; время сварки tсв, а для шовной сварки время импульса tи и время паузы tп между импульсами сварочного тока; усилие сжатия Fсж электродов; размеры рабочей поверхности электродов и роликов; для шовной сварки режим еще характеризуется скоростью перемещения Vсв свариваемых деталей.
На сварочную машину действуют следующие возмущения: колебания напряжения питающей сети uс; изменение сопротивления контура машины (активного Rк и индуктивного Xk = wL); изменение усилия сжатия электродов, вследствие изменений давления в воздушной сети; изменение геометрических размеров рабочей поверхности электродов; изменение скорости при шовной сварке.
Возмущения, оказывая различные влияния на отдельные этапы процесса сварки, параметры режима и работу сварочной машины, приводят к нарушению условий образования сварного соединения и ухудшению его качества.
Для предупреждения вредного влияния возмущений на качество сварных соединений применяют методы и устройства автоматического регулирования. Основная задача регуляторов — стабилизация параметров режима сварки либо их изменение по программе, обеспечивающей протекание процесса в оптимальных условиях.
1этап - сжатие детали для формирования мех и электр контактов Fсв - усилие сжатия электродов
2 этап -начинается с момента включения Iсв: происходит - нагрев Ме зоны сварки -разрушение окисных пленок - расплавление Ме и образование жидкого ядра
Fсв - создает уплотняющий поясок вокруг ядра это устраняет выплеск и исключает окисление Ме
-Рост ядра - перемешивание Ме -образование Ме связи
3 этап -Начинается после выключения Iсв - прекращается тепло выделение в детали - расплавленный Ме кристаллизуется -образуются общее для деталей литое ядро -снимается сварочное усилие
|
|
|
Точечная контактная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно в нескольких точках. Прочность соединения определяется размером и структурой сварной точки, которые зависят от формы и размеров контактной поверхности электродов, силы сварочного тока, времени его протекания через заготовки, усилия сжатия и состояния поверхностей свариваемых деталей. С помощью точечной сварки можно создавать до 600 соединений за 1 минуту[1]. Применяется для соединения тончайших деталей (до 0,02 мкм) электронных приборов, для сварки стальных конструкций из листов толщиной до 20 мм в автомобиле-, самолёто- и судостроении, в сельскохозяйственном машиностроении и других отраслях промышленности
Fк - ковочное усилие для устранения усадочных трещин, напряжений, деформаций
Основные схемы ТКС
а) до 6 мм
б)1.5-2 мм S1=S2
в) при большой разницы S1 и S2 до 2,5мм
г)может быть и с односторонним токо проводом и с двух сторонним токоподводом
Формирование сварного соединения при РКС
1-электроды: 2 - детали:3 -рельеф:4-направление растекания Ме при деформации: 5-кольцевая зона сварки в пластич деформ: 6 - ядро точки
1 этап -происходит сжатие деталей Fсв, создается электрический контакт
2 этап - включение Iсв -начинает происходить пластическая деформация, вытекание Ме в зазор между деталями, образуются Ме связи и вкольцевой зоне получается сварное соединение без расплавленного Ме
3этап -формируется ядро
4 этап - кристаллизация ядра
Рельефная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно в нескольких точках, имеющих специально подготовленные выступы-рельефы. Этот способ аналогичен точечной контактной сварке. Главное отличие: контакт между деталями определяется формой их поверхности в месте соединения, а не формой рабочей части электродов, как при точечной сварке. Выступы-рельефы заранее подготавливаются штамповкой или иным способом и могут присутствовать на одной или обеих свариваемых деталях. Рельефная сварка позволяет производить соединение сразу в нескольких точках либо получать непрерывный герметичный шов по кольцевому рельефу.
|
|
|
Рельефная сварка применяется в автомобилестроении для крепления кронштейнов к листовым деталям (например, для крепления скоб к капоту автомобиля, для крепления петель для навески дверей к кабине); для соединения крепежных деталей — болтов, гаек и шпилек. В радиоэлектронике применяется для присоединения проволоки к тонким деталям
ШКС
Шовная контактная сварка, также встречается название Роликовая сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются швом, состоящим из ряда отдельных сварных точек (литых зон), частично перекрывающих или не перекрывающих одна другую. В первом случае шов будет герметичным. Во втором случае шовная сварка выполненная отдельными точками без перекрытия практически не будет отличаться от ряда точек, полученных при точечной сварке. Процесс шовной сварки осуществляется на специальных сварочных станках с двумя (или одним[1]) вращающимися дисковыми роликами-электродами, которые плотно сжимают, прокатывают и сваривают соединяемые детали. Толщина свариваемых листов колеблется в пределах 0,2—3 мм[1][2]. Применяется при изготовлении различных емкостей, где требуются герметичные швы — бензобаки, трубы, бочки, сильфоны и др. 
епрерывная шовная сварка осуществляется при непрерывном движении деталей и непрерывном протекании сварочного тока. Толщина свариваемых листов, как правило, не превышает 1 мм[2]. Применяется редко из-за перегрева сварочных роликов и свариваемых деталей, невысокого качества сварки и относительно низкой стойкости электродов. Используется для сварки неответственных изделий из малоуглеродистых сталей.
Прерывистая шовная сварка осуществляется при непрерывном движении деталей и прерываемом включении сварочного тока. Герметичность швов, обеспечиваемая перекрытием литых ядер сварных точек, достигается сбалансированным соотношением скорости вращения роликов и частоты импульсов тока. Толщина свариваемых листов — до 3 мм[2]. Способ прерывистой шовной сварки получил наибольшее распространение[1][2] благодаря меньшему перегреву роликов и заготовок.
|
|
|
Шаговая шовная сварка осуществляется в ходе прерывистого движения деталей (на шаг), с помощью больших величин сварочного тока, включаемого в момент остановки роликов. Характеризуется наименьшим перегревом роликов и заготовок. Толщина свариваемых листов — до 3 мм[2]. Применяется для сварки алюминиевых сплавов и плакированных металлов.
Желательный диаметр электродов 150—200 мм, так как при меньшем диаметре увеличивается их износ. При сварке металлов толщиной менее 0,5 мм применяют электроды диаметром 40—50 мм. Для изготовления электродов для точечной и роликовой сварки используется медь марки М1, кадмиевая, хромистая, берилиевая бронзы и другие сплавы
Конструктивные элементы сварных соединений, выполненных контактной шовной сваркой: s и s1 — толщина детали; d — расчетный диаметр литого ядра точки или ширина литой зоны шва; h и h1 — величина проплавления; g и g1 — глубина вмятины; l — длина литии зоны шва; f —величина перекрытия литых зон шва; l1 — длина не перекрытой части литой зоны шва;
СКС
При сварке сопротивлением (рисунок 2,а) заготовки сначала сжимают усилием, обеспечивающим образование физического контакта свариваемых поверхностей, а затем пропускают сварочный ток. После разогрева места сварки происходит осадка и образуется соединение в твердой фазе. Для обеспечения равномерного нагрева по всему сечению поверхности заготовок тщательно готовят. Необходимость обеспечения равномерного нагрева ограничивает возможность применения сварки сопротивлением только для деталей небольшого (площадью до 200 мм2) и простого сечения (круг, квадрат).
Сущность сварки оплавлением (рисунок 2,б) заключается в том, что свариваемые заготовки сближают при включенном сварочном трансформаторе. Касание поверхностей происходит по отдельным выступам. Ввиду того, что площадь образовавшихся контактов очень небольшая, плотность тока, протекающего через эти контакты, настолько велика, что происходит мгновенное оплавление металла с образованием жидких перемычек, которые под действием паров металла разрушаются. Часть металла в виде искр выбрасывается из стыка. Вместе с жидким металлом выбрасываются загрязнения, которые присутствуют на поверхности заготовок. Продолжающееся сближение заготовок приводит к образованию новых перемычек и их оплавлению. Непрерывное образование и разрушение контактов-перемычек между торцами приводит к образованию на торцах слоя жидкого металла. После оплавления торцов по всей поверхности осуществляют осадку. При осадке жидкий металл из стыка выдавливается наружу и, затвердевая, образует грат. Обычно грат удаляют в горячем состоянии. Сварка оплавлением может быть прерывистая и непрерывная. При прерывистом оплавлении заготовки под током приводят в соприкосновение и вновь разводят. Образующийся при разведении электрический разряд между торцами заготовок оплавляет торцы. После нескольких повторных замыканий на торцах образуется слой жидкого металла. При включении механизма осадки жидкий металл выдавливается из стыка, торцы приходят в соприкосновение и образуется сварное соединение.
|
|
|
Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением: торцы заготовок перед сваркой не требуют тщательной подготовки, можно сваривать заготовки с сечением сложной формы и большой площадью, а также разнородные металлы. Стыковую сварку оплавлением применяют для соединения заготовок сечением до 100 000 мм2. Типичными изделиями являются элементы трубчатых конструкций, колеса, кольца, рельсы, железобетонная арматура, листы, трубы.
1 - внешний контур - совокупность токо ведущих элементов передающих Iсв от ИП к свариваемым деталям
2 - электроды и электродо держатели
3 - хоботы (консоли)
4 - гибкие и жесткие и выводные колодки сварочного трансформатора
циклограмма сварки оплавлением
циклограмма сварки сопротивлением
ИП машин контактной сварки
однофазные машины переменного тока
трехфазные низко частотные машины
трехфазные машины постоянного тока
конденсаторные контактные машины
|
|
|
