- Технологический процесс точечной сварки, сфера применения и специфика работы сварочным оборудованием
- Выбор электродов при различных сварных работах
- Материалы электродов
- Разновидности оборудования для контактной сварки
- Контактная сварка — машины (аппараты) и электроды
- Виды и общие понятия
- Виды сварочных машин
- Электроды для контактной сварки
- Сварочные контактные аппараты для дома
- Особенности точечной контактной сварки
- Из чего делают электроды для контактных сварных работ?
Технологический процесс точечной сварки, сфера применения и специфика работы сварочным оборудованием
Электроды, предназначенные для контактной сварки, производятся из металлических прутков, диаметр которых находится в промежутке от 12 до 40 мм. У них рабочая поверхность бывает либо плоской, либо в форме сферы. Чтобы соединить между собой заготовки в довольно сложную конструкцию, пользуются электродами, которые обладают смещенной поверхностью – так называемые сапожковые изделия. Подобная продукция закрепляется при помощи специального хвостовика, имеющего конус 1:10 либо 1:5.
Также в продаже можно встретить электроды, имеющие цилиндрическую поверхность, благодаря которой они будут закрепляться для работы в особых конструкциях с конусной резьбой. Кроме них, выпускается продукция со сменной рабочей частью – ее устанавливают на конус с помощью стандартной накидной гайки или попросту припрессовывают.
Выбор электродов при различных сварных работах
Электроды для контактной сварки рельефного типа по своей форме будут напрямую зависеть от способа соединения и конечной формы продукции. В большинстве случаев величина рабочей поверхности у данного электрода особой роли не играет. Это связано с тем, что площадь контакта и выбранный сварочный ток напрямую зависит от того, какую форму будут иметь заготовки в точках соприкосновения. Существуют также электроды для соединения элементов, обладающих весьма сложным рельефом. Шовное оборудование использует продукцию, представляющую собой диск, имеющий плоскую рабочую поверхность. При этом данные изделия могут обладать даже несимметричными скосами. Такие диски закрепляются на оборудовании за счет шпонирования или прессовки.
Внутри самих электродов имеются определенные полости, по которым будет циркулировать охлаждающая жидкость в процессе проведения сварных работ. Электроды для контактной сварки точечного типа бывают сплошными, поэтому в данном случае используют так называемое охлаждение наружного типа.
Чтобы материал электрода расходовался по минимуму, ролик делается сменным. Сам электрод производится из специального сплава, сделанного на основе такого металла, как медь. В результате получается продукция, практически не обладающая сопротивлением электрическому току, превосходно проводящая тепло, устойчивая к воздействию даже довольно высоких температур. Кроме того, в горячем виде данный электрод будет сохранять свою первоначальную твердость, взаимодействие с металлом заготовки будет минимальным.
Материалы электродов
Согласно ГОСТ 2601, критерием качества готового шва является его прочность на разрыв или сдвиг. Она зависит от интенсивности тепловой мощности в зоне электрического разряда, а потому связывается в первую очередь с теплофизическими характеристиками материала электродов.
Использование медных электродов малоэффективно по двум причинам. Во-первых, медь, являясь высокопластичным металлом, не обладает достаточной упругостью, чтобы в период между рабочими циклами полностью восстановить геометрическую форму электродов. Во-вторых, медь весьма дефицитна, а частая замена электродов обуславливает и высокие финансовые затраты.
Попытки использовать более твёрдую, упрочнённую медь успеха не имеют: для нагартованного материала параллельно с повышением твёрдости снижается температура рекристаллизации, поэтому с каждым рабочим циклом износ рабочего торца электрода для контактной сварки будет возрастать. Поэтому практическое применение получили медные сплавы с добавлением ряда других металлов. В частности, введение в медный сплав кадмия, бериллия, магния, цинка и алюминия мало изменяет показатель теплопроводности, зато улучшает твёрдость при нагреве. Стойкость электрода от динамических тепловых нагрузок увеличивают железо, никель, хром и кремний.
При подборе оптимального материала сварочных электродов для контактной сварки ориентируются на показатель удельной электропроводности сплава. Чем меньше он будет отличаться (в меньшую сторону) от электропроводности чистой меди – 0,0172 Ом·мм2/м, тем лучше.
Наиболее эффективную стойкость против износа и деформации показывают сплавы, в состав которых входят кадмий (0,9…1,2%), магний (0,1…0,9%) и бор (0,02…0,03%).
Выбор материала для электродов точечной сварки зависит также и от конкретных задач процесса. Можно выделить три группы:
Следует отметить, что по убыванию удельной электропроводности (по отношению к чистой меди) эти материалы располагаются в следующей последовательности: Бр.ХЦр 0,6-0,05→МС→МК→Бр.Х→Бр.Х08→Бр.НТБ→Бр.НК →Бр.Кд1→Бр.КН1-4. В частности, разогрев до требуемой температуры электрода, изготовленного из бронзы Бр.ХЦр 0,6-0,05 произойдёт примерно вдвое быстрее, чем полученного из бронзы Бр.КН1-4.
Разновидности оборудования для контактной сварки
Главной особенностью данной технологии является соединение заготовок по всей площади. Оптимальный нагрев производится за счет оплавления с помощью сварочной установки. Однако, в некоторых случаях прибегают к нагреву за счет сопротивления детали прохождению электрического тока. Контактная точечная сварка может происходить как с расплавлением металла, так и без данной технологической особенности процесса. Контактной сваркой можно соединять металлические элементы, сечение которых находится в пределах от 1 до 19 мм, причем в большинстве случаев пользуются сваркой сопротивлением, так как расход электродного материала будет значительно ниже, а итоговое соединение получается значительно более прочным. Используется данная сварка при выполнении довольно точных работ, например, в процессе производства рельсов для создания железнодорожного полотна.
Контактная сварка — машины (аппараты) и электроды
Контактная сварка нашла применение на производстве и в быту. И это не удивительно, везде используются металлические конструкции, требующие надежного скрепления.
Виды и общие понятия
Что такое контактная сварка, как она работает? Соединение происходит при нагреве металла с помощью электротока (постоянного или переменного) и сжимающего усилия. Имеет обозначение — Electric Resistance Welding (ERW — электрическая сварка сопротивлением).
Виды контактной сварки:
- стыковая;
- точечная;
- шовная или роликовая;
- рельефная.
В статье ниже на фото представлен принцип соединения металлических изделий, разными видами.
Электрическая контактная сварка имеет как плюсы, так и минусы.
- высокая скорость (соединение стыка или точки происходит за 0,02–1 с.);
- расходуется мало материала;
- отменное качество соединений;
- требования к квалификации рабочего снижены;
- нетоксичность и автоматизация процесса.
К недостаткам точечной сварки можно отнести — отсутствие герметичности сварных швов.
Машины и аппараты для контактной сварки выпускаются подвесными, стационарными и передвижными. А в само тело агрегатов входит электро и механическая части, охлаждение и система сжатия.
Виды сварочных машин
Стыковая контактная сварка
Способ соединения деталей происходит по всей площади касания. Свариваемые детали находятся в токоподводящих зажимах, один из них передвигается. Нагрев может осуществляться оплавлением или сопротивлением.
Также, стыковая сварка сопротивлением бывает с расплавлением металла и без.
Стыковому соединению подвластны все однородные и разнородные металлы, сечением от 1 мм2 до 19 дм2. Сваркой оплавлением пользуются намного чаще, которая соединяет листы, трубы и прутки.
Видео: процесс пристыковки ж/д рельсов.
Контактная сварка точечная
Данный способ хорош для соединения металлических изделий в одной или нескольких точках. Технология востребована во всех промышленных областях (сельское хозяйство, авиация, автомобили и т.д.).
Принцип работы прост: ток проходя через контакт деталей, нагревает металл до его плавления и с одновременным сжатием происходит пристыковка материала.
Машины контактной точечной сварки используются для соединения металлических листов внахлест и для приваривания прутков.
Востребованность точечный метод получил из-за своих преимуществ:
- отсутствие сварного шва;
- не нужно приобретать дополнительные материалы (флюс, электроды и др.);
- легкость обращения с аппаратом;
- высокая скорость выполняемых работ.
Есть и недостаток — это отсутствие герметичности шва.
Электроды для контактной точечной сварки имеют разные размеры и формы. Они служат для подвода тока и сжимания заготовок. Электроды бывают прямые и фигурные. Прямые, стандарт ГОСТ 14111-90 используются чаще всего и имеют диаметр от 10 до 40 мм (13, 16, 20, 25, 32 мм).
Также, электродные стержни выпускаются с сферическими и плоскими наконечниками. Сферическая поверхность используется во всех случаях и особенно хорошо она себя показала в сваривании легких сплавов ( магния, алюминия).
Материалом для электродов точечной сварки служит специальный медный сплав, который хорошо справляется с нелегкими условиями работы.
Виды машин для точечного соединения:
- с переменным током;
- с постоянным током;
- конденсаторного типа;
- с низкочастотным соединением.
Широко применяются аппараты с переменным током.
МТ-1928 — машина контактной сварки приобрела популярность за свою универсальность. Данный агрегат сваривает переменным током легированные, низкоуглеродистые стали и титановые сплавы.
Более подробно с техническими характеристиками МТ-1928 вы можете познакомится из паспорта на машину. Вот ссылка на просмотр и скачивание документа в формате pdf.
Шовная или роликовая сварка
Встречаются машины с одним, двумя и несколькими роликами (один из них должен содержать электрод) катящимися по шву. Шовное сваривание схоже с точечным, где в роли электродов выступают ролики.
Катясь по свариваемой поверхности, колёсики образуют герметичный шов.
Шовная контактная сварка применяется для герметизации различных конструкций: труб, емкостей, резервуаров и т.п…
Рельефное соединение
Такие машины скрепляют разные рельефные (штампованные) выступы как в одной, так и в нескольких точках.
Рельефная сварка скрепляет детали небольших сечений в приборостроении, а также материалы из стали и цветных металлов.
Рельефные соединения бывают:
- крестообразные;
- тавровые;
- нахлесточные.
Конечно же, сварка листов внахлест пользуется большой популярностью.
Электроды для контактной сварки
Электроды стыковых машин для сварки рельсов и швеллеров имеют плоскую выемку, для стыковки труб — полукруглую или призматическую выемку, а для сплавления полос — плоское основание.
Для точечного соединения в основном используют прямые электроды, с плоской или сферической рабочей поверхностью. Есть ещё сапожковая поверхность (смещенная), которая применяется в скреплении сложных узлов.
При рельефной сварке востребованы электроды для одно и многорельефных соединений, а также для Т-образных и кольцевых сплавлений металла.
Ролики (электроды — диаметром 100-400 мм) выпускают в форме плоских дисков, имеют скосы и сменную рабочую поверхность. Которую зачищают щетками или шарошками.
Для изготовления электродов применяют спецсплавы с медной основой. Можете посмотреть таблицу, состав и свойства применяемых электродных материалов.
Сварочные контактные аппараты для дома
Прежде чем купить сварочный агрегат для дома, ответьте себе на вопрос, как часто будет он использоваться и какие металлические изделия им будут свариваться.
Скорее всего, стационарные и подвесные машины вам не понадобятся. А вот переносной агрегат, пригодится в домашнем хозяйстве.
Переносные приборы делятся на два вида:
Инвертор. Это экономичный и полезный прибор для бытовых нужд с малым весом и небольшими размерами. В аппараты данного класса внедрен тиристорный генератор и микропроцессорная система, регулирующая мощность и продолжительность импульса. Бытовой сети хватает для подключения инвертора.
Для точечной сварки ручные клещи. Приборы среднего веса от 8 до 15 кг, предназначены для соединения листового и другого металла толщиной до 5 мм. В систему управления входит микропроцессор, регулирующий режимы сварки в большом диапазоне. Возможна и ручная регулировка, аппараты питаются от однофазной домашней сети или от 380в.
Ручные клещи TECNA 7915/380 с пневматическим приводом
Плюсом этих приборов, выступает пневматический привод сжатия металлических изделий, который давит с давлением до 140 кг. Нельзя не отметить, диэлектрические ручки, которые создают комфортные условия для работы. Простота и универсальность аппаратов, ставят их на верхнюю ступеньку пьедестала.
Видео: обзор аппарата точечной сварки BlueWeld Plus 400.
P.S. Останавливайте свой выбор на том приборе для контактной сварки, который подходит по техническим характеристикам для использования в индивидуальном хозяйстве.
Особенности точечной контактной сварки
Подобная технология прекрасно подходит для того, чтобы соединить между собой металлические элементы, причем присоединение осуществляется как в одной, так и в нескольких точках данных заготовок. Она пользуется огромной популярностью не только в промышленности (в частности, ее часто применяют в сельском хозяйстве, при строительстве самолетов, автомобильного транспорта и так далее), но и в бытовых условиях.
Принцип действия данного метода довольно простой: электрический ток при прохождении через детали, находящиеся в непосредственном контакте друг с другом, очень сильно разогревает их кромки. Нагрев получается настолько сильным, что металл начинает быстро плавиться, сразу заготовки быстро сдавливают со значительным усилием. В результате этого и осуществляется формирование сварного соединения.
Оборудование, разработанное для использования такой технологии, предназначено для соединения между собой листов, прутьев и других металлических изделий. Ключевыми преимуществами данного метода являются следующие:
- Отсутствие сварного соединения в традиционном его понимании;
- Нет необходимости использовать присадочный материал, газовую среду или же флюс;
- Оборудование очень легко в использовании;
- Скорость выполнения работ довольно высокая.
Главным и единственным недостатком подобного способа является то, что шов получается абсолютно не герметичным.
Из чего делают электроды для контактных сварных работ?
Материал, из которого будут производиться электроды, выбирается в зависимости от того, какие требования будут предъявляться к условиям работы продукции. Стоит отметить, что электроды должны прекрасно выдерживать сжатие, температурные перепады, воздействие высоких температур, напряжения, которые будут образовываться внутри самого электрода, находящегося под серьезной нагрузкой.
Чтобы изделия получились максимально качественными, следует, чтобы электрод сохранял первоначальную форму своей рабочей поверхности, которая будет находиться в непосредственном контакте с соединяемыми деталями. Подплавление данного расходного материала ускоряет его изнашивание.
Обычно в качестве основного элемента берется медь, в нее добавляют другие элементы – магний, кадмий, серебро, бор и так далее. В результате получается материал, превосходно сопротивляющийся даже очень серьезным физическим нагрузкам. Электроды с вольфрамовым или молибденовым покрытием практически не изнашиваются в процессе эксплуатации, поэтому они в последнее время приобрели наибольшую популярность. Однако их нельзя использовать для сварки продукции из алюминия и других материалов, обладающих мягкой структурой.
Источник