Контактная шовная сварка: виды и их характеристика, принцип работы, оборудование, преимущества и недостатки

Содержание

Особенности шовной контактной сварки

Особенность метода состоит в способе закрепления заготовок – между вращающимися роликами или оправкой и роликом. Элементы находятся под действием усилия прижима, к ним подведен электрический ток, который нагревает металл в месте соединения и расплавляет его. Если отсутствует возможность подведения роликов с обеих сторон к изделию, которое сваривается, используют односторонний способ шовной сварки.

Режимы шовной (роликовой) сварки имеют параметры, аналогичные точечной. К дополнительным параметрам, касающимся только шовного метода, относятся:

  • более тщательная подготовка поверхностей соединяемых элементов;
  • скорость процесса;
  • пауза между импульсами тока.

Этот вид сварки позволяет получать соединения не только нахлесточного типа, но и стыкового.

Виды, характеристика, принцип действия

В соответствии со способами передвижения деталей и подачи импульсов существует 3 вида (схем цикла) контактной шовной сварки:

  • шаговая;
  • непрерывная;
  • прерывистая (импульсная).

Шаговая

Способ заключается в прерывистом включении сварочного тока и шагового (прерывистого) вращения роликов. Детали перемещаются на шаг. Включение питания происходит только при остановке роликов. Это способствует снижению температуры в месте контакта детали и ролика и повышению качества сварки.

Непрерывная

Суть метода состоит в непрерывном вращении роликов с постоянным импульсом электрической энергии. Сварочный ток включен непрерывно, без пауз. Ролики с деталями находятся в постоянном движении.

Положительное качество непрерывного цикла – увеличение скорости сварки. Негативные моменты – перегрев поверхностей деталей, необходимость точного подбора давления и тока.

Прерывистая (импульсная)

Наиболее распространенный вид, включающий:

  • непрерывное вращение роликов;
  • импульсное (прерывистое) включение тока.

Длительность импульсов чередуется с паузами. Во время каждой подачи энергии происходит формирование сварных точек, которые в совокупности образуют сварной сплошной шов. Перекрытие литых участков с целью получения герметичного шва происходит при соблюдении определенных соотношений частоты импульсов тока и скорости вращения роликов.

Принцип работы

Металлические заготовки накладывают одну на другую и с большим усилием сжимают роликовыми электродами. На ролики подается ток, он нагревает металл и доводит до состояния плавления. Расплавленный участок кристаллизуется, образуется сварной шов.

Ролики переходят на рядом расположенную зону заготовки, подается следующий импульс тока, рабочий цикл повторяется.

шовная контактная сварка
Схема шовной контактной сварки

Физические характеристики.

Время сварки и время паузы между собою должны находиться в определенном соотношении. Для малоуглеродистой стали tсв= (1 — 2) tn, для нержавеющей стали tсe — (0,7 / 1,5)tn и для легких сплавов — tce=(0,2/0,5)„. Выбору большей скорости соответствует уменьшение длительности всего цикла» а значит» и длительности каждого импульса. Это потребует увеличения тока и давления. Обычно скорость роликовой сварки лежит в пределах 0,5-2,0 м/мин. С увеличением толщины необходимая механическая и электрическая мощность машин должна сильно увеличиваться, а скорость сварки снижаться. Поэтому, начиная с толщины 3 мм и выше» более выгодно применять не роликовую сварку, а автоматическую сварку под слоем флюса.

Ширина рабочей поверхности роликов влияет на процесс сварки аналогично диаметру электродов при точечной сварке.

От диаметра роликов зависит его износ и в некоторой мере нагрев поверхности деталей. С увеличением диаметра улучшается охлаждение ролика и детали, сильно уменьшается износ ролика. Диаметр ролика принимается в пределах 150—300лш.

Для сварки легких сплавов на нормальных машинах сила тока должна быть примерно в два раза большей а время импульса в два раза меньше, чем для малоуглеродистой стали.

Давление принимается таким же, как при сварке стали. Как и при точечной сварке этих сплавов. электроды изготовляются из чистой меди; рабочей поверхности их иногда придают сферическую форму.

Очистка поверхности деталей и электродов должна быть еще более тщательной, чем при точечной сварке.


Аппарат для роликовой сварки

Сварка металла.

Сварка нержавеющей стали осуществляется при силе тока примерно в два раза меньшей и давлении в 1,5 раза большем по сравнению со сваркой малоуглеродистой стали. Обязательно интенсивное наружное охлаждение.

Подготовка под сварку.

Очистка поверхности для роликовой сварки производится также, как и для точечной сварки, но тщательность очистки должна быть повышенной.

Перед роликовой сваркой детали с помощью приспособлений собираются и свариваются на точечной машине в нескольких точках.

Направление деталей по месту сварки часто осуществляется вручную. При повышенных скоростях сварки (больше 1,5 м мин) точное направление деталей, особенно громоздких, становится затруднительным, поэтому рекомендуется создавать специальные поддерживающие и направляющие приспособления.

Наличие зазоров после сборки и прихватки может привести к образованию выплесков и под плавлению поверхности деталей; зазоры после прихватки должны быть устранены или сведены к минимуму.

Ширина нахлестки или отбортовки должна быть не менее 12—18 мм при толщине стали 1-2 мм, что необходимо для предотвращения раздавливания металла кромок и для беспрепятственной деформации при сварке.

Технология

Исходя из описания выше могло сложиться впечатление, что контактная шовная сварка — это дело одной минуты. Достаточно просто прокатать детали через два ролика и шов готов. Но это не совсем так. Существует три основных технологии формирования шва на роликовом станке: непрерывная, прерывистая и шаговая. Давайте рассмотрим их подробнее.

Непрерывная сварка

Непрерывная сварка — это то, что мы как раз и представляем, когда слышим о шовной сварке. Детали устанавливают между двумя роликами и прокатывают, одновременно с этим на металл воздействует сварочный ток. Ток подается непрерывно, отсюда и название технологии. Казалось бы, все просто. И данная технология наверняка применяется повсеместно.

Но нет. Непрерывная сварка — самая невостребованная и непопулярная разновидность шовной сварки. А все потому, что ролики-электроды часто перегреваются, соединение получается некачественным и такой метод подходит только для работы с деталями толщиной до 1 миллиметра.

Прерывистая сварка

А вот прерывистая сварка на деле оказалась самой популярной и востребованной. Здесь, как не трудно догадаться, детали все так же прокатываются между двумя роликами. Только ток поступает прерывисто. Чтобы соединение получилось герметичным необходимо грамотно настроить частоту импульсов тока и скорость вращения роликов. В идеале сварные точки должны немного перекрывать друг друга.

Шаговая сварка

Метод шаговой сварки заключается в том, что детали так же расположены между роликами, но во время подачи тока не используется прокатка. Т.е., деталь остается неподвижной, когда с помощью тока формируется сварочная точка. Затем деталь прокатывают на небольшое расстояние, чтобы сделать следующую точку.

Шаговая сварка используется редко. Но она просто незаменима, когда нужно сварить алюминий методом шовной сварки, поскольку нагрев металла будет незначительным. При шаговой сварке и ролики, и сама деталь практически не нагреваются. А при сварке алюминиевых сплавов это большое преимущество.

Точечная

Точечная контактная сварка представляет собой соединение деталей контактным способом в отдельных ограниченных зонах контакта, называемых сварными точками. Точечную сварку используют в работах с тонкими листами металлов, чаще всего стали и ее сплавов, а также листовым прокатом титана и алюминия, сварке пластин из магниевых и медных сплавов, применяемых в авиа- и судостроении, приборостроении, в автомобильной промышленности, производстве изделий бытового предназначения и т.п.

Для точечного способа соединений ГОСТ 15878-79 «Контактная сварка…» допускает небольшие толщины соединяемых заготовок – от 0,3 до 6,0 мм. Однако при использовании специального оборудования может выполняться монтаж стальной стержневой конструкции из арматуры диаметром стержней от 16 до 22 мм.

Читайте также:  Сварка порошковой проволокой: достоинства и недостатки

Точечный метод является наиболее распространенным способом КС, на его долю приходится порядка 80% всех соединений, выполненных контактной сваркой.

На рис. ниже приведена принципиальная схема точечной сварки и показан сварочный аппарат для выполнения сварочных операций точечным методом.

Технология контактной сварки: сущность процесса и виды оборудования

При точечной КС свариваемые детали (поз. 2 на рис. 4) соединяются внахлест. Детали размещаются между двумя медными электродами, один из которых выполняет функцию прижимного электрода (поз. 1), другой – опорного электрода (поз. 3). После поджатия электродов усилием Р через них пропускается электроток от трансформатора (поз. 4) или другого источника электроэнергии. Образовавшаяся сварная точка по характеру аналогична механической заклепке и не уступает ей в надежности соединения.

В зависимости от схемы расположения электродов различают следующие виды точечной КС (см. рис. ниже):

  • поз. (а) двустороннюю точечную сварку, при которой обе детали (1 и2 на схеме а) прижаты между вертикальными электродами,
  • поз. (б) – одностороннюю точечную сварку, характеризующуюся фиксацией обоих электродов на верхней детали 3, уложенной поверх детали 4. Медная подкладка 5 предусмотрена для увеличения силы тока, нагревающего зону контакта.

Технология контактной сварки: сущность процесса и виды оборудования
Схемы односторонней и двусторонней точечной КС.

Достоинства и недостатки

Качество швов при роликовой сварке удивит каждого, кто впервые сталкивается с этой технологией. При этом сама сварка высокопроизводительна. Данную технологию можно приспособить к конвейерному производству. Также нет необходимости использоваться в сварочном процессе защитный газ, флюс или присадочные материалы.

Роликовая контактная сварка оборудование

Контактная роликовая сварка— это всегда высокий уровень культуры труда. Рабочим не приходится использовать комплектующие, загрязняющие одежду и рабочую зону. А мы напомним вам, что культура производства — это не просто термин из СССР. Это правила, прописанные в ГОСТах, которые действуют до сих пор. И их необходимо соблюдать.

Среди недостатков разве что невозможность сварки любых металлов друг с другом, невозможность сварки деталей толще 3 миллиметров. Еще один минус — необходимость применения дорогостоящего оборудования.

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

Устройство прижима может быть ручным, пневматическим, гидравлическим или комбинированным. Ручной (точнее, ножной) привод обладает наименьшей мощностью.

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

Устройство машины для шовной контактной сварки

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.

Стыковая

Стыковой сваркой называется способ КС, характеризующийся соединением свариваемых изделий по всей площади их контакта. По стыковой методике свариваются изделия стержневого типа, прутки, проволока, полосы, трубы, прокат сложного профиля.

На рис. ниже приведена схема контактной стыковой сварки.

Технология контактной сварки: сущность процесса и виды оборудования

В производственной практике применяются два вида стыковой КС:

  1. Стыковая сварка сопротивлением, выполняемая в следующей последовательности:
  • заготовки плотно прижимаются друг к другу свариваемыми поверхностями,
  • через сжатые заготовки пропускается электрический ток,
  • после разогрева стыкуемых поверхностей до возникновения пластического состояния детали осаживаются с одновременным отключением подачи тока.

Сварку сопротивлением используют для деталей небольшого размера (площадью сечения не более 200 кв. мм) и простым сечением в форме круга или квадрата.

  1. Стыковая сварка оплавлением, при выполнении которой свариваемые детали сближаются при включенном источнике сварочного тока. В этом случае соприкосновение поверхностей происходит через микроконтакты, суммарная площадь которых по факту много меньше номинальной расчетной площади сопряжения стыков. Из-за этого сила тока, проходящего через микроконтакты, достаточно велика, чтобы практически мгновенно оплавлять металл микроконтактов с созданием жидких перемычек. Нагрев стыков заготовок сопровождается непрерывным образованием и разрушением контактов-перемычек, в результате чего на стыках возникают сплошные слои расплавленного металла. После осадки с повышенной скоростью сближения торцы деталей смыкаются, а основная часть жидкого металла выдавливается из сварочной зоны и после остывания и кристаллизации образует утолщение, называемое гратом.

Сварку оплавлением используют для деталей площадью сечения до 100 000 кв. мм различной конфигурации сечения.

Оборудование

Работа проводится на шовных машинах, которые различают по таким признакам:

  • род сварочного тока (переменный, постоянный);
  • характер машины (стационарная, подвесная);
  • типы роликов (универсальные, для поперечной сварки, для продольной сварки);
  • способ вращения роликов (осевой, радиальный);
  • метод подвода электрической энергии к элементам (односторонний или двухсторонний);
  • назначение (общее, специальное);
  • вид сварки (непрерывная или прерывистая);
  • степень автоматизации сварочного процесса (полуавтоматическая, автоматическая).

Контактные машины для шовной сварки имеют обозначения:

  • МШ – однофазные;
  • МШВ – с выпрямлением тока.

Для устройств характерны:

  • большая жесткость станины;
  • повышенный ток – 16-120 кА;
  • скорость сварки в диапазоне 0.1-4.8 м/мин.;
  • усилия сжатия – 500-5000 Н.

шовная контактная сварка
Примерная стоимость оборудования для шовной контактной сварки на Яндекс.маркет

Конструкция шовной машины

Главный элемент конструкции – станина. На ней крепятся узлы:

  • источник питания;
  • кронштейны роликов (подвижного и неподвижного);
  • прижимное устройство;
  • механизм подачи свариваемой детали.

Преимущества и недостатки

Роликовая контактная сварка часто применяется в конвейерном производстве. Она широко применяется из-за ряда преимуществ перед другими способами соединения металлов внахлест:

  • хорошая производительность, сварочный аппарат за час выдает несколько десятков метров швов;
  • гарантированное высокое качество соединений;
  • сваривание проходит без наплавочных материалов: плавящихся электродов, присадочной проволоки;
  • металл прошивается дугой насквозь между электродами, расплав в этот момент не окисляется, зону контакта не нужно защищать флюсом или облаком нейтрального газа;
  • высокая культура труда, не нужна стандартная экипировка сварщика.

Минусами считают низкую технологичность:

  • нельзя сваривать листы из различных сплавов;
  • есть ограничения по толщине заготовки до 3 мм;
  • дорогое оборудование приобретают только для больших объемов сварных работ.

Общая информация

Контактная шовная сварка — метод соединения металлов, разновидность контактной сварки. Суть метода заключается в использовании двух вращающихся роликов-электродов. Они формируют неразъемное соединение, состоящее из множества сварных точек. Точки могут частично перекрывать друг друга для большей герметизации шва.

Роликовая контактная сварка оборудование

Возможно, вы слышали также термин «контактная роликовая сварка». Многие новички часто спрашивают, чем роликовая сварка отличается от шовной. Ответ: ничем. Это одна и та же технология, которая имеет два названия. Поэтому допускаются оба. Можете называть такой метод как роликовым, так и шовным. Суть от этого не меняется.

Также существует конденсаторная контактная сварка, которую порой называют импульсной. Она считается разновидностью шовной (или роликовой) сварки. Выше мы упомянули, что при шовной сварке используются вращающиеся ролики-электроды. Это действительно так, но оборудование состоит не только из роликов, а еще из целого комплекса механизмов и систем. Поэтому такой аппарат принято называть станком для роликовой сварки.

Суть технологии крайне проста: металлическую деталь устанавливают между двумя роликами, которые затем прокатываются по металлу. При этом они не только сжимают, но и сваривают обе детали. Сварка осуществляется за счет прохождения тока через ролики и нагрева металла. Все это происходит одновременно. Как вы понимаете, с помощью такой технологии можно сварить только очень тонкие листы металла. Максимальная толщина, с которой справится станок — 3 миллиметра.

Конструкции электродов

Для работы с электродуговой сваркой также используются электроды, но они кардинально отличаются от токопроводящих элементов для контактной сварки, и не подходят для данного вида работ. Поскольку в момент сварки детали сдавливаются контактными частями сварочного аппарата, то электроды для контактной сварки способны проводить электрический ток, выдерживать нагрузку на сжатие и отводить тепло.

Читайте также:  Сварочная дуга: строение, температура, классификация и виды дуги

Свариваемый металл определяет форму применяемого электрода. Данные элементы, имеющие плоскую рабочую поверхность, используют для сварки обычных сталей. Сферическая форма идеально подходит для соединения меди, алюминия, высокоуглеродистых и легированных сталей.

Сферическая форма наиболее устойчива к сгоранию. Благодаря своей форме они способны выполнить большее количество сварных швов до заточки. Кроме того, применение такой формы позволяет варить любой металл. В то же время, если сваривать алюминий или магний плоской поверхностью, то будут образовываться вмятины.

Схема электрода для сварки

Посадочное место электрода часто выполнено в форме конуса или с резьбой. Данная конструкция позволяет избежать потерь тока и эффективно выполнить сжатие деталей. Посадочный конус может быть коротким, однако их применяют при малых усилиях и низких токах. Если используется крепление с резьбой, то зачастую через накидную гайку. Резьбовое крепление особенно актуально в специальных многоточечных машинах, так как необходим одинаковый зазор между клешнями.

Для выполнения сварки в глубине детали, применяются электроды искривленной конфигурации. Существует разнообразие изогнутых форм, поэтому при постоянной работе в таких условиях, необходимо иметь подборку различных форм. Однако пользоваться ими неудобно, и они имеют более низкую стойкость, в сравнении с прямыми, поэтому к ним прибегают в последнюю очередь.

Поскольку давление на фигурный электрод приходится не по его оси, во время нагрева он подвержен изгибанию, и об этом нужно помнить при выборе его формы. Кроме того, в такие моменты, возможно смещение рабочей поверхности искривленного электрода, по отношении к ровному. Поэтому в таких ситуациях обычно применяется сферическая рабочая поверхность. Не осевая нагрузка сказывается также на посадочном месте электрододержателя. Поэтому при чрезмерной нагрузке, нужно использовать электроды с увеличенным диаметром конуса.

Выполняя сварку в глубине детали можно использовать прямой электрод, если наклонить его по вертикали. Однако угол наклона должен быть не больше 30о, так как при большем градусе наклона происходит деформация электрододержателя. В таких ситуациях применяют два изогнутых токопроводящих элемента.

Внешний вид электродов

Использование хомута в месте крепления фигурного электрода позволяет снизить нагрузку на конус и продлить срок службы посадочного места сварочного аппарата. При разработке фигурного электрода, необходимо вначале выполнить чертеж, затем изготовить из пластилина или дерева пробную модель, и только после этого приступать к его изготовлению.

В промышленной сварке применяется охлаждение контактной части. Зачастую такое охлаждение происходит через внутренний канал, но если электрод небольшого диаметра или происходит увеличенный нагрев, то охлаждающую жидкость подают снаружи. Однако наружное охлаждение допускается при условии, что свариваемые детали не поддаются коррозии.

Труднее всего охладить фигурный электрод из-за его конструкции. Для его охлаждения применяют тонкие медные трубки, которые располагаются по боковым частям. Однако даже при таких условиях он недостаточно хорошо охлаждается, поэтому не может варить в том же темпе, что и прямой электрод. В противном случае происходит его перегрев и срок эксплуатации сокращается.

Во время контактной сварки ось двух электродов должна быть 90о по отношению к поверхности детали. Поэтому когда свариваются крупногабаритные детали с уклоном, используются поворотные, самоустанавливающиеся держатели, а сварка выполняется сферической рабочей поверхностью.

Стальная сетка диаметром до 5 мм сваривается пластинчатым электродом. Равномерное распределение нагрузки достигается путем свободного вращения вокруг своей оси верхнего токопроводящего контакта.

Хотя сферическая форма рабочей поверхности является самой устойчивой из остальных форм, все же она, вследствие тепловых и силовых нагрузок, теряет свою первоначальную форму. Если рабочая поверхность контакта увеличивается на 20 % от первоначального размера, то он считается непригодным, и его нужно затачивать. Заточка электродов контактной сварки производится в согласии ГОСТом 14111.

Область применения

Шовная технология разработана более века назад. Производители постоянно совершенствуют аппараты, расширяют сферу их применения. С применением технологии шовного соединения металлов производят герметичные камеры различной геометрии, тонкостенные трубы, емкости бытового и промышленного назначения, кожухи и многое другое.

Контактная роликовая сварка незаменима при работе с алюминием, легированными сплавами, используемыми в химической промышленности. Производительность сварочного оборудования очень высокая, структура швов – равномерная. Скорость подачи листов и вращения бронзовых дисков регулируется. Изменяя временные интервалы между импульсами, получают сплошные или прерывистые соединения. Размер шва соответствует ширине бронзового диска.

Как получить герметичный шов

Герметичность шва обеспечивается созданием цепочки частично перекрывающихся точек контактной сварки. Сварное пятно после импульса, прошедшего через роликовые электроды, имеет форму овала.

Если правильно сочетать скорость подачи заготовок и периодичность следования сварных импульсов, то овалы будут перекрываться своими боковыми частями, образуя непрерывный и герметичный шовный материал.

Техника роликовой сварки


Схема устройства трансформатора

Шовное сваривание рекомендуется применять для малоуглеродистой и нержавеющей стали.

Низкоуглеродную сталь толщиной около 4 мм сваривают роликами с контактной поверхностью около 1 см.

Сила сжатия должна быть около 8,4 кН, время импульса до 0,12 с, а перерывы составляют до 0,1 сек. Скорость примерно равна 1,6 м/мин.

При соединении деталей из нержавеющей стали все параметры уменьшают на 40%. При стыковочном соединении алюминия скорость производительности шва не больше 1 м/мин. Форма электродов зависит от вида машин контактной шовной сварки, на которых планируется их применение, а также от самих конструкций, требующих сварки.

Сохранение формы рабочей поверхности электродов является гарантией качественного шва.

Чтобы соединить детали из цветного металла, применяют электроды сферической формы. Другое их название – сплошные электроды. Корпус электрода обладает хорошей электрической проводимостью, а рабочая часть состоит из износостойкого, прочного, твердого материала. Сплошные электроды применяют для точечной технологии в многоэлектродных механизмах.

Для шовного варианта применяют особые диски из сплава электродов. Форма роликов зависит от материала металла и его толщины. Сферические ролики применяют для легких сплавов.

При рельефной сварке подбирают электроды в форме сферы или плоские. Для сваривания встык форма контактных губок зависит от конструкции свариваемых частей. Губки с рабочей поверхностью в форме призмы используют для круглых деталей.


Применение шовной сварки.

Электроды для такой сварки бывают из хромистой, бериллиевой и кадмиевой бронзы, из меди и других сплавов.

Роликовая сварка труб с тонкими стенками производится с применением контактных губок с проточками в форме цилиндров.

Шовная сварка нержавеющей стали может проводиться только с небольшой толщиной.

Идеальный шов роликовым методом создается при прерывистой технике проведения: машина не перегревается, а сам шов представляет собой отдельные точки сваривания, края которых тесно соприкасаются друг с другом.

Методы проведения прерывистой сварки:

  1. Ролики периодически перемещаются, делая остановки на некоторое время. Ток подается в момент остановки.
  2. Ролики перемещаются без перерыва, прокручиваясь с неизменной скоростью. Ток подается периодически, имея импульсивный характер.

Технологию с периодическим перемещением роликов используют реже, т.к. она более сложная.

Возможные дефекты

Во время работы могут возникать дефекты, негативно сказывающиеся на конечном результате.

  • Прожог – этот дефект появляется из-за большого напряжения, из-за продолжительного импульса или при сильном сжатии деталей. Перегретый металл начинает стекать, образуется отверстие, в итоге сваренные края можно легко оторвать. Чтобы избежать этого, нужно уменьшить силу подачи электрического тока и силу прижима.
  • Расплескивание металла – в процессе работы из точек соединения начинают вылетать искры. Возникает это из-за сильного сжатия элементов или из-за слабой подачи импульса длительное время. Металл начинает выходить за контуры «ядра», а в этом месте образуются пустоты – прочность соединения нарушается.
  • Непровар – появляется из-за слабо-подаваемого тока, недостаточной силы прижима или ослабленных щипцов. Возникает непровар, если места сварки находятся рядом.
  • Уменьшение размера сварки – возникает из-за непродолжительного импульса либо детали были не плотно сжаты.

В следующем видео вас ждет современный процесс точечной сварки металлических предметов.

Читайте также:  Физические методы контроля сварных соединений: испытания металла на пластичность, прочность и ударную вязкость

Сварка инвертором

Связать элементы из нержавеющей стали инверторной сваркой с использованием покрытых электродов – очень распространённый метод, если нет требования к качеству шва.

Для решения бытовых задач (сваривание кастрюль, подвальных стеллажей) это самый бюджетный способ. Основной элемент не агрегат, а электроды. От правильного вида зависит результат.

Спецэлектрод по нержавейкам, имеет в своем составе особенную обмазку, выполняющую роль флюса. Качественные, свежие спецэлектроды дадут крепкий шов. Он будет достаточно устойчивые к ржавчине и скачков температур.

Рекомендуем марки: ОЗЛ-6, ОЛИВЕР 29.9, НЖ-13, они на практике дали лучший результат. Конечно, список можно продолжать.

Учтите некоторые моменты при сварке:

  • постоянный ток;
  • обратная полярность;
  • пониженный ампераж.

От вас зависит равномерно и плавность сваривания металла. Учитывая, что электроды имеют малый диаметр и невысокую тепловую энергию.

Не рекомендуем экспериментировать с апмеражем. Такой тип сварки не предусматривает высоких значений. НС имеет низкую теплопроводимость и применять высокий ток приведет к деформациям.

В некоторых ситуациях возможно откалывание больших кусков заготовок. Будьте внимательны — стержни для нержавеющей стали плавятся быстро, по сравнению с другими электродами.

Как и при других сварочных работах, достигнуть лучшего качества и сохранить необходимые свойства поможет охлаждение. Рекомендуем воспользоваться холодным воздухом.

Таким способом деталь охладиться постепенно и равномерно с минимальной деформацией шва. Если качество не выступает целью работы, достаточно будет применить холодную воду.

Если возникла задача сварить тонкую «нержавейку» и шов нужен эстетичный, примените аргонную сварку.


Роликовый стенд для контактной сварки

Для сваривания конструкций в форме цилиндра (или системы сопряженных цилиндров), используют роликовые стенды. Они отличаются большим вылетом кронштейнов роликов, что позволяет сваривать достаточно крупные и протяженные конструкции. Стенд оснащен большим числом регулируемых опор, позволяющих закрепить цилиндрические заготовки разной длины и диаметра. Роликовые электроды приводятся в движение червячной передачей. Заготовки вращаются на стенде, и таким образом ролики проходят всю линию шва. На стендах получают ровные и герметичные швы высокой прочности.

Роликовый стенд для контактной сварки

Схема сборки агрегата своими руками

Через диодный мост (выпрямительный) проводится первичная обмотка, затем подключается к источнику напряжения. С тиристора идёт сигнал на мостовую диагональ. Тиристор управляется специальной кнопкой для запуска. Конденсатор подключают к тиристору, точнее к его сети, к диодному мосту, затем его выводят на обмотку (первичную). Чтобы зарядить конденсатор, включается вспомогательная цепь с диодным мостом и трансформатором.

Как источник импульса, используют конденсатор, его емкость должна быть 1000-2000 мкФ. Для конструкции системы производится трансформатор из сердечника типа Ш40, требуемый размер 7 см. Чтобы сделать первичную обмотку, нужен провод диаметром 8 мм, который обматывается 300 раз. Вторичная обмотка предполагает использование медной шины, в 10 обмоток. Для входа используют практически любые конденсаторы, единственное требование мощность в 10 В., напряжение 15.

Когда работа будет требовать соединения заготовок до 0,5 см, стоит применить кое-какие коррективы в схему конструкции. Для более удобного управления сигналом, используют пусковик серии МТТ4К, он включает параллельные тиристоры, диоды и резистор. Дополнительное реле позволит корректировать рабочее время.

Такая самодельная конденсаторная сварка, работает при следующей последовательности действий:

  1. Нажимаем пусковую кнопку, она запустит временное реле;
  2. Трансформатор включается с помощью тиристоров, после реле отключается;
  3. Резистор используют для определения длительности импульса.

Как происходит процесс сварки?

После того как конденсаторная сварка своими руками собрана, мы готовы приступить к работам. Для начала стоит подготовить детали, зачистив их от ржавчины и другой грязи. Перед тем как поместить заготовки между электродами, их соединяют в таком положении, в котором их нужно сваривать. Затем запускается прибор. Теперь можно сжать электроды и прождать 1-2 минуты. Заряд, который скапливается в высокоемкостном конденсаторе пройдёт через приварной крепёж и поверхность материала. В результате он плавится. Когда эти действия проделаны, можно приступать к последующим шагам и сваривать остальные части металла.

Перед сварочными работами в домашних условиях, стоит приготовить такие материалы, как наждачная бумага, болгарка, нож, отвертка, любой зажим или пассатижи.

Рельефный метод

Рельефная сварка нередко применяется в автомобильной промышленности для соединения кронштейнов с листовыми элементами (в частности, рельефным способом крепятся скобы к автомобильному капоту и дверные петли к кабине), а также для фиксации стандартных крепежных изделий — шпилек, болтиков, гаек.

Вне зависимости от типа сварки, поверхности заготовок необходимо очищать от грязи, коррозии, горюче-смазочных материалов. Однако рельефная сварка требует дополнительной подготовки изделий. На них должны быть сделаны с помощью спецоборудования достаточно сложные по форме (допустим, круглые или продолговатые) выступы.

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:

  • точечный метод;
  • шовный или роликовый способ;
  • стыковая контактная сварка.

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.

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

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.

Применение

Метод применяется для получения прочных герметических сварных соединений топливных баков и сосудов из конструкционных, легированных, коррозионно-стойких, жаропрочных сталей.

Выполняют соединения из цветных металлов. Способ также используется при сварке стальных листов с оцинкованным покрытием, луженых, освинцованных.

Сварочный процесс: схема изготовления

При самостоятельной сборке аппарата необходимо учитывать закон Джоуля-Ленца (Q=I² Х R Х t), в котором говорится: тепловая энергия выделяется в проводниках в определённом количестве пропорционально их сопротивлению, коэффициенту силы тока во времени и в квадрате.

Специалисты советуют уделять должное внимание самодельному механизму, учитывать большую потерю энергии в тонких проводах, использовать электроцепь высокого качества.

Виды контактной сварки:

В точечной сварке технология аппарата основана на тепловом воздействии тока. Это обеспечивает сварку детали как в одной, так и в нескольких точках.

Размер и особенности структуры контактной поверхности электрода имеют отличия. Это влияет на уровень прочности соединений.

Перечислим несколько существующих ступеней в технологии точечной сварки:

  1. Совмещаемые компоненты соединяются и размещаются между электродами устройства. Следует расположить компоненты плотно прилегая друг к другу. Это обеспечит формирование уплотняющего пояса возле расплавленного ядра, что не позволит выплёскивание раскалённого метала во время импульса.
  2. Следующий шаг – нагревание деталей. Они становятся термопластичны, что даёт возможность их видоизменения. Сделать сварку высокого качества возможно в домашних условиях, главное – соблюдать ключевые принципы технологии: поддерживать скорость движения электродов, постоянную величину давления и плотное соединение всех частей.
Источники

  • https://elsvarkin.ru/texnologiya/kontaktnay-svarka/
  • https://ArmRinok.ru/obrabotka/rolikovaya-svarka.html
  • https://platan-metal.ru/oborudovanie/rolikovaya-svarka-2.html
  • https://MetizTorg72.ru/oborudovanie/rolikovaya-svarka-2.html
  • https://morflot.su/rolikovaja-kontaktnaja-svarka-oborudovanie/
  • https://armatool.ru/sovnaa-rolikovaa-kontaktnaa-svarka-primenenie-shema-gost/
  • https://met-lit.ru/instrument/shema-shovnoj-svarki.html
  • https://math-nttt.ru/instrument/dostoinstva-i-nedostatki-shovnoj-svarki.html
  • https://NiceSpb.ru/drugoe/rolikovaya-svarka-svoimi-rukami.html
  • https://www.rudetrans.ru/o-svarke/shovnaya-rolikovaya-svarka/

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию