Основы сварочного дела

Стыковая контактная сварка

Стыковая контактная сварка — сварка, при которой соединение свариваемых, частей происходит по всей поверх­ности стыкуемых торцов.

Принципиальная схема стыковой сварки представлена на рис. 99: 1 — электроды-зажимы, 2 — сварива­емые детали, 3 — трансформатор.

Сварка может быть выполнена двумя способами: сопротивлением и оплавлением (непрерывным и пре­рывистым) .

При сварке сопротивлением чисто обработанные торцы двух деталей приводят в плотное соприкосновение и включают сварочный ток. После нагрева стыкуемых поверхностей до пластического состояния производят осадку (сжатие) и одновременно выключают ток. Таким способом можно сваривать детали круглого или прямоугольного сечения из низко­углеродистых сталей с площадью сечения до 1000 мм2, из легированных сталей — до 20 мм. Хорошо свари­ваются сваркой сопротивлением цвет­ные металлы и их сплавы; можно сваривать и разнородные металлы (сталь с медью, латунь с медью, различные сорта сталей). Сварка сопротивлением требует строгого контроля температуры нагрева и высо­кой чистоты свариваемых поверх­ностей — попадание оксидов между плоскостями контакта снижает ка­чество сварки. Поэтому сварка сопро­тивлением не получила большого распространения.

Сварка непрерывным оплавлением Выполняется в такой последователь­ности. Детали, закрепленные в зажи­мах машины, плавным перемещением подвижного зажима приводят в со­прикосновение при включенном сва­рочном токе. При этом происходит оплавление свариваемых торцов. За­тем производят осадку на установ­ленную величину и выключение тока. Такой способ применяют при сварке тонкостенных труб, листов, рельсов и др. Допускается сварка разнород­ных металлов. Достоинством сварки непрерывным оплавлением является высокая производительность, недо­статком — значительные потери ме­талла на угар и разбрызгивание.

Сварка прерывистым оплавлением Производится чередованием плотного и неплотного контакта свариваемых поверхностей деталей при включенном токе. Небольшие возвратнопоступа - тельные движения подвижного зажи­ма периодически замыкают и раз­мыкают сварочную цепь в месте кон­такта деталей до тех пор, пока тор­цы их не нагреются до температуры 800...900° С. Затем производят оплав­ление и осадку. Прерывистым оплав­лением сваривают изделия из низко­углеродистой стали в тех случаях, когда мощность машины недостаточна для производства сварки непрерыв­ным оплавлением. Этот способ также связан с дополнительным расходом металла, поэтому для подогрева иногда включают ток при замкну­той сварочной цепи, как при сварке сопротивлением, а затем разводят детали и переходят к оплавлению и осадке.

При сварке сопротивлением важ­ное значение имеет плотность при­легания свариваемых поверхностей. Недостатки подгонки (перекос, зазор) приводят к неравномерному прогреву деталей, образованию оксидов и тем самым к снижению качества сварного соединения. Допускаемые отклонения размеров стыкуемых поверхностей: круглых — не более 2%, прямоуголь­ных— не более 1,5%.

Важное значение имеет длина выступающего из зажима машины конца свариваемой детали (так назы­ваемая установочная длина). При ма­лой длине деталь прогревается не­достаточно, так как основная доля теплоты уходит через зажим машины. При большой установочной длине деталь разогревается на большей дли­не и осадка, а отсюда и сварка полу­чаются некачественными. При сварке сплошных сечений установочная дли­на должна составлять 0,4...0,7 диа­метра заготовки (или стороны квад­рата). При сварке листов устано­вочная длина зависит от толщины листа и протяженности стыка. Напри­мер, для листа толщиной 2...8 мм при длине стыка до 200 мм установочная длина составляет 10...12 мм, при длине стыка 400...800 мм— 13...16 мм, при длине стыка 800...1000 мм — 14...17 мм.

Припуск на сварку сопротивлением берется небольшой, так как он рас­ходуется только на осадку, напри­мер, для деталей диаметром (или со стороной квадрата) до 50 мм и до 100 мм припуск на осадку составляет соответственно 0,3...0,5 и 0,15. ..0,2 диаметра (стороны квадрата).

Давление осадки при сварке низ­коуглеродистых сталей определяют по удельному давлению и площади кон­такта. Удельное давление осадки ав­томатических машин составляет 40... 60 МПа, неавтоматических — 30... 40 МПа.

Электрические параметры сварки определяют в зависимости от мате­риала свариваемых деталей и пло­щади стыкуемых поверхностей. На­пряжение холостого хода составляет 1,5...3 В. При этом большие значения принимают для больших площадей се­чений (500...1000 мм2). Плотность тока для сварки низкоуглеродистых сталей принимается в пределах 20... 60 А/мм, для цветных металлов и сплавов — 60... 150 А/мм2. Удельная мощность при сварке сталей сплош­ного сечения составляет 0,12...0,15 кВ-А/мм2, при сварке меди — 0,5... 1,6 кВ-А/мм2, алюминия — 0,2...0,6 кВ-А/мм2.

При сварке оплавлением свари­ваемые торцы не обрабатывают так тщательно, как при сварке сопро­тивлением, так как часть металла зоны сварки оплавляется. Допуска­ются большие отклонения размеров сечений: круглых — до 15%, квадрат­ных и прямоугольных — до 12%.

Припуск при сварке оплавлением расходуется на оплавление и осадку. Для углеродистых и низколегирован­ных сталей значение припуска прини­мают в зависимости от площади се­чения свариваемого металла. При се­чениях до 200 мм2 припуск состав­ляет ~ 60%, а при сечениях более 200 мм2 ~50% от диаметра (или стороны квадрата). При определении припуска необходимо учитывать так­же зазор между свариваемыми по­верхностями. Зазор при сечениях 100...1000 мм2 составляет 1,5...4 мм, а свыше 1000 мм2 — до 8 мм.

При сварке оплавлением плот­ность тока, расход электроэнергии и необходимая мощность меньше, чем при сварке сопротивлением. Для сечений 100...200 мм2 плотность сварочного тока составляет 10... 25 А/мм2. Удельная мощность при сварке углеродистой стали составляет 0,04...0,07 кВ-А/мм2.

Стыковая сварка широко применя­ется для соединения арматурных стержней железобетонных изделий, при этом полностью используются отходы, так как из коротких отрез­ков можно сваривать стержни любой необходимой длины. Для получения качественной сварки выбирают наи­лучший режим и производят конт­рольную проверку сваренных стыков на разрыв и угол загиба. Свари­ваемые торцы деталей подвергают

Тщательной механической или хими­ческой очистке. Должны быть хорошо очищены также поверхности сопри­косновения деталей с зажимами сты­ковой машины для получения хоро­шего электрического контакта. Для этого используют установки с вра­щающимися стальными щетками, ша - рошами или абразивными кругами. Торец должен иметь прямой срез. Это обеспечивает хорошую центровку, уменьшает затраты времени и метал­ла на оплавление.