История развития контактной сварки реферат
Обновлено: 05.07.2024
В самом начале 19 века, а конкретно в 1802 году, Василий Владимирович Петров (1761 – 1834 гг.), будучи профессором физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии, открыл и описал явление электрической дуги, а также впоследствии предложил ее возможное практическое применение, включая электросварку и электропайку металлов.
В 1882 году русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос (1842 – 1905 гг.) открыл способ дуговой сварки с использованием угольного электрода. Дуга Бенардоса горела промеж угольного электрода и свариваемым металлом. В качестве присадочного прутка для образования шва применялась стальная проволока, а источником электрической энергии были аккумуляторные батареи. В последующие годы Н.Н. Бенардосом были разработаны и другие виды сварки: сварка дугой, горящей между двумя или несколькими электродами; сварка в атмосфере защитного газа; контактная точечная электросварка с помощью клещей. Им же были созданы и запатентованы ряд конструкций сварочного оборудования.
В 1888 году Николай Гаврилович Славянов (1854 – 1897 гг.) впервые в мире на практике применил наиболее распространенный в настоящее время метод дуговой сварки – метод сварки плавящимся металлическим электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины. Н.Г. Славянов не только изобрел дуговую сварку металлическим электродом, описал ее в своих статьях, книгах и запатентовал в различных странах мира, но и сам широко внедрял ее в практику. С помощью обученного им коллектива сварщиков Н.Г. Славянов дуговой сваркой исправлял брак литья и восстанавливал детали паровых машин и различного крупного оборудования. Н.Г. Славянов создал первый сварочный генератор и автоматический регулятор длины сварочной дуги, разработал флюсы для повышения качества наплавленного металла при сварке, организовал первый в мире электросварочный цех в Пермских пушечных мастерских, где работал с 1883 по 1897 г.
Н.Н.Бенардос и Н.Г.Славянов заложили основы автоматизации сварочного производства. К сожалению, в условиях царской России их изобретения не нашли большого применения. Лишь после Великой Октябрьской социалистической революции сварочные технологии получают распространение в нашей стране. Уже в начале 20-х гг. под руководством профессора В.П.Вологдина на Дальнем Востоке производили ремонт судов дуговой сваркой, а также изготовление сварных котлов, а несколько позже – сварку судов и ответственных конструкций.
В 1928 году русский изобретатель и учёный Дмитрий Антонович Дульчевский (1879 – 1961 гг.) разработал технологию автоматической сварки под флюсом.
В 1932 году русский ученый Константин Константинович Хренов (1894 – 1984 гг.) впервые в мире создал технологию электродуговой сварки и резки под водой.
Новая фаза развития сварки приходится на конец 1930-х годов. В это время коллектив института электросварки АН УССР под руководством академика Евгения Оскаровича Патона (1870 – 1953 гг.) изобрел промышленный способ автоматической сварки под флюсом. С 1940 года началось внедрение данного метода сварки в производства, что сыграло огромную роль в годы войны при производстве военной техники (электросварные башни танков) и снарядов. В дальнейшем был разработан способ полуавтоматической сварки под флюсом.
Конец 1940-х годов ознаменовался началом промышленного применения технологии сварки в защитном газе. В 1952 году коллективы Центрального научно-исследовательского института технологий машиностроения и Института электросварки имени Е.О. Патона разработали и внедрили в производство способ полуавтоматической сварки в углекислом газе.
Сваривать металлы практический любой толщины стало возможным после разработки в 1949 году сотрудниками Института электросварки им. Е.О. Патона технологии электрошлаковой сварки.
В дальнейшем в нашей стране стали применяться следующие способы сварки: сварка ультразвуком, диффузионная сварка, электронно-лучевая, холодная сварка, плазменная, сварка трением и др.
В решение задач научно-технического прогресса важное место принадлежит сварке. Сварка является технологическим процессом, широко применяемая практически во всех отраслях народного хозяйства. С применением сварки создаются серийные и уникальные машины. Сварка внесла коренные изменения в конструкцию и технологию производства многих изделий. При изготовлении металлоконструкций, прокладке трубопроводов, установке технологического оборудования, на сварку приходится четвертая часть всех строительно-монтажных работ.
Содержание
Введение 3
Глава I
Описание процесса контактной точечной сварки.
Общие сведения о контактной сварке ……………………………………4-7
Технология контактной точечной сварки………………………………. 7-11
Специальные виды точечной сварки …………………………………….11-13
Оборудование для точечной контактной сварки………………………. 13-15
Глава II
Реализации исследуемого технологического процесса.
Работа содержит 1 файл
курсовик по бжд. пример от4-го курса.doc
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
им. К. Э. Циолковского
Высшая инженерная школа экологии и безопасности
Тема: Контактная сварка.
Студент: Сусленко О.В.
Руководитель: Сердюк Н.И.
Отметка о допуске к защите
Москва 2009 г.
Описание процесса контактной точечной сварки.
Общие сведения о контактной сварке ……………………………………4-7
Технология контактной точечной сварки………………………………. 7-11
Специальные виды точечной сварки …………………………………….11-13
Оборудование для точечной контактной сварки………………………. 13-15
Реализации исследуемого технологического процесса.
Планировка цеха контактной точечной сварки………………………….16-19
Организация рабочего места на участке………………………………….20
Анализ опасных производственных факторов…………………………. 20
Опасность механических повреждений………………………………….22
Электромагнитное поле…………………………………………………. 26- 28
Расчет интегральной балльной оценки тяжести труда………………….30-32
Технические методы и средства защиты человека
на производстве.
Меры защиты от механических повреждений…………………………. 32
Меры защиты от различных примесей в воздухе рабочей зоны………..33
Меры защиты от поражения электрическим током ……………………..34-36
Меры защиты от шума и вибрации……………………………………….37
Меры защиты от воздействия электромагнитных полей………………..37-40
Меры защиты от воздействия ультрафиолетовых излучений…………. 40
Результаты инженерно-технических расчетов по защите работающих от вредного воздействия
Расчет освещения сварочного цеха………………………………………..47
В решение задач научно- технического прогресса важное место принадлежит сварке. Сварка является технологическим процессом, широко применяемая практически во всех отраслях народного хозяйства. С применением сварки создаются серийные и уникальные машины. Сварка внесла коренные изменения в конструкцию и технологию производства многих изделий. При изготовлении металлоконструкций, прокладке трубопроводов, установке технологического оборудования, на сварку приходится четвертая часть всех строительно-монтажных работ.
Контактная сварка как один из способов получения неразъемных соединений известна с конца прошлого века. В 1887 г. Русский изобретатель Н.Н. Бенардос запатентовал точечную сварку. Несколько позже Томсон(США) изобрел стыковую сварку сопротивлением. Стыковая сварка оплавлением была предложена в 1903г. Широкое использование контактной сварки в нашей стране началось в 30-х годах после создания индустриальной базы.
В настоящее время контактная сварка - один из ведущих способов неразъемного соединения деталей в различных отраслях техники. Она отличается очень высокой степенью механизации, роботизации, автоматизации и, как следствие, высокой производительностью.
Область применения контактной сварки чрезвычайно широка — от космических аппаратов до миниатюрных полупроводниковых устройств и пленочных микросхем. Видное место занимает этот способ и в самолетостроении. На современных лайнерах насчитывается до нескольких миллионов сварных точек и несколько сотен метров швов, выполненных шовной сваркой.
Стыковая сварка оплавлением нашла применение при монтаже трубопроводов и укладке железнодорожных рельсов в полевых условиях, в котлостроении при шиповке трубных досок, при изготовлении силовых элементов (шпангоутов) и инструмента.
Различные легированные стали и сплавы со специальными свойствами, конструкционные стали, сплавы на основе титана и меди, алюминиевые и магниевые сплавы, тугоплавкие сплавы и порошковые композиции типа САП — вот далеко неполный перечень конструкционных материалов, которые с успехом соединяют контактной сваркой. Благодаря совершенствованию технологического процесса и модернизации оборудования области ее использования непрерывно расширяются.
Глава I . Описание процесса контактной точечной сварки.
Общие сведения о контактной сварке.
Образование соединений при контактной сварке происходит в условиях сложных быстроменяющихся электрических и температурных полей. Высокие скорости нагрева и деформации, своеобразная конфигурация соединений — эти особенности создают значительные трудности при исследовании процессов сварки. Для изучения указанных явлений широко привлекают достижения смежных наук—теплофизики, математики, металловедения и др.
Место соединения разогревается проходящим по металлу электрическим током, причем максимальное количество теплоты выделяется в месте сварочного контакта.
На поверхности свариваемого металла имеются пленки оксидов и загрязнения с малой электропроводимостью, которые также увеличивают электросопротивление контакта. В результате в точках контакта металл нагревается до термопластического состояния или до оплавления. При непрерывном сдавливании нагретых заготовок образуются новые точки соприкосновения, пока не произойдет полное сближение до межатомных расстояний, т. е. сварка поверхностей.
Способы контактной сварки весьма разнообразны; их можно классифицировать по ряду признаков (рис. 1): 1) методу получения соединения, определяемого фазовым состоянием металла в зоне сварки (соединение в твердой или жидкой фазах); 2) конструкции соединений (на-хлесточное или стыковое); 3) технологическому способу получения соединений (например, стыковая сварка сопротивлением и оплавлением, точечная, шовная); 4) виду атмосферы (сварка на воздухе или в защитной среде); 5) способу подвода тока и форме импульса тока (контактный и индукционный подвод, сварка переменным током различной частоты, постоянный ток); 6) количеству одновременно выполняемых соединений (одноточечная и многоточечная сварка, одиночный и непрерывный рельеф и т. д.); 7) характеру перемещения деталей или электродов во время пропускания импульса тока (сварка неподвижных или подвижных деталей, например непрерывная и шаговая шовная сварка); 8) наличию дополнительных связующих компонентов (клея, грунта, припоя и др.)
Кроме того, различают область контактной микросварки, относящуюся к соединению указанными выше способами миниатюрных деталей малой толщины (до нескольких микрометров) и малых сечений. Простейшие схемы основных способов контактной сварки представлены на рис. 2. В твердой фазе соединения в основном выполняются стыковой сваркой.
Стыковая сварка – разновидность контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Через стык соединяемых деталей приблизительно одинакового сечения пропускается ток (рис.2, а); после разогрева зоны сварки производится осадка.
Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины. Зажим 1 установлен на подвижной плите, перемещающийся в направляющих, зажим 2 укреплен на неподвижной плите. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство. Плиты перемещаются, и заготовки сжимаются под действием усилия, развиваемого механизмом осадки.
Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называют – сваркой оплавлением.
Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением. В процессе оплавления выравниваются все неровности стыка, а оксиды и загрязнения удаляются, поэтому не требуются особой подготовки места соединения. Можно сваривать заготовки с сечением, разнородные металлы (быстрорежущую и углеродистую стали, медь и алюминий и т.д.).
Наиболее распространенными изделиями, изготовляемые стыковой сваркой, служат элементы трубчатых конструкций, колеса и кольца, инструмент, рельсы, железобетонная арматура.
Точечная сварка – разновидность контактной сварки, при которой заготовки соединяются в отдельных точках. При точечной сварке заготовки собирают внахлестку и зажимают между двумя медными электродами, подводящими ток к месту сварки и имеющими форму усеченного конуса (рис.2, б). Соприкасающиеся с медным электродами поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжается до пластического состояния внешних слоев и до расплавления внутренних слоев. Затем выключают ток и снимают давление. В результате образуется литая сварная точка, диаметром в несколько миллиметров.
Точечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам может быть двусторонней и односторонней. В первом случае электроды подводят к каждой из деталей, а во втором к каждой из деталей.
Чаще всего за цикл сварки получают одну точку (одноточечная сварка) и реже одновременно две и более точек (многоточечная сварка). Многоточечная контактная сварка – разновидность контактной сварки, когда за один цикл свариваются несколько точек. Многоточечную сварку выполняют по принципу односторонней точечной сварки. Многоточечные машины могут иметь от одной пары до 100 пар электродов, соответственно сваривать 2 –200 точек одновременно. Многоточечной сваркой сваривают одновременно и последовательно. В первом случае все электроды сразу прижимают к изделию, что обеспечивает меньшее коробление и большую точность сборки. Ток распределяется между прижатыми электродами специальным токораспределителем, включающим электроды попарно. Во втором случае пары электродов опускают поочередно или одновременно, а ток подключают поочередно к каждой паре электродов от сварочного трансформатора. Многоточечную сварку применяют в основном в массовом производстве, где требуется большое число сварных точек на заготовке.
Первые способы сварки возникли у истоков цивилизации — с началом использования и обработки металлов.
Известны древнейшие образцы сварки, выполненные в VIII-VII тысячелетиях до н.э. Древнейшим источником металла были случайно находимые кусочки самородных металлов - золота, меди, метеоритного железа. Ковкой их превращали в листочки, пластинки, острия. Ковка с небольшим подогревом позволяла соединять мелкие кусочки более крупные, пригодные для изготовления простейших изделий.
Позже научились выплавлять металл из руд, плавить его и литьем изготовлять уже более крупные и часто весьма совершенные изделия из меди и бронзы.
С освоением литейного производства возникла литейная сварка по так называемому способу промежуточного литья – соединяемые детали заформовывались, и место сварки заливалось расплавленным металлом. В дальнейшем были созданы особые легкоплавкие сплавы для заполнения соединительных твои и наряду с литейной сваркой появилась пайка, имеющая большое значение и сейчас.
Весьма важным этапом стало освоение железа около 3000 лет назад. Железные руды имеются повсеместно, и восстановление железа из них производится сравнительно легко. Но в древности плавить железо не умели и из руды получали продукт, состоявший из мельчайших частиц железа, перемешанных с частицами руды, угля и шлака. Лишь многочасовой ковкой нагретого продукта удавалось отжать неметаллические примеси и сварить частицы железа в кусок платного металла. Таким образом, древний способ производства железа включал в себя процесс сварки частиц железа в более крупные заготовки. Из полученных заготовок кузнечной сваркой изготовляли всевозможные изделия: орудии труда, оружие и пр. Многовековой опыт, интуиции и чутье позволяли древним Мистерам иногда получать сталь очень высокого качества (булат) и кузнечной сваркой изготовлять изделия поразительного совершенства и красоты.
Кузнечная сварка и пайка были ведущими процессами сварочной техники вплоть до конца ХIХ в., когда начался совершенно новый, современный период развития сварки. Несоизмеримо выросло производство металла и всевозможных изделий из него, многократно - потребность в сварочных работах, которую не могли уже удовлетворить существовавшие способы сварки. Началось стремительное развитие сварочной техники - за десятилетие она совершенствовалась больше, чек за столетие предшествующего периода. Быстро развивались и новые источники нагрева, легко расплавлявшие железо: электрический ток и газокислородное пламя.
Особо нужно отметить открытие электрического дугового разряда, на использовании которого основана электрическая дуговая сварка - важнейший вид сварки настоящего времени. Видная роль в создании этого способа принадлежит ученым и инженерам нашей страны. Само явление дугового разряда открыл и исследовал в 1802 году русский физик и электротехник, впоследствии академик Василий Владимирович Петров.
Петров Василий Владимирович
В 1802 г. русский академик В.В. Петров обратил внимание на то, что при пропускании электрического тока через два стержня из угля или металла между их концами возникает ослепительно горящая дуга (электрический разряд), имеющая очень высокую температуру. Он изучил я описал это явление, а также указал на возможность использования тепла электрической дуги для расплавления металлов и тем заложил основы дуговой сварки металлов.
Н.Н. Бенардос в 1882 г. изобрел способ дуговой сварки с применением угольного электрода. В последующие годы им были разработаны способы сверки дугой, горящей между двумя или несколькими электродами; сварки в атмосфере защитного газа; контактной точечной электросварки с помощью клещей; создан ряд конструкций сварочных автоматов. Н.Н. Бенардосом запатентовано в России и за границей большое количество различных изобретении в области сварочного оборудования и процессов сварки.
Бенардос Николай Николаевич
Автором метода дуговой сварки плавящимся металлическим электродом, наиболее распространенного в настоящее время, является Н.Г. Славянов, разработавший его в 1888 г.
Н.Г. Славянов не только изобрел дуговую сварку металлическим электродом, описал ее в своих статьях, книгах и запатентовал в различных странах мира, но и сам широко внедрял ее в практику. С помощью обученного им коллектива рабочих-сварщиков Н.Г. Славянов дуговой сваркой исправлял брак литья и восстанавливал детали паровых машин и различного крупного оборудования. Н.Г. Славянов создал первый сварочный генератор и автоматический регулятор длины сварочной дуги, разработал флюсы для повышения качества наплавленного металла при сварке. Созданные Н.Н. Бенардосом и Н.Г. Славяновым способы сварки явились основой современных методов электрической сварки металлов.
Известный мостостроитель академик Патон Евгений Оскарович, предвидя огромное будущее электросварки в мостостроении и в других отраслях хозяйства, резко сменил поле своей научной деятельности и в 1929 году организовал сначала лабораторию, а позднее первый в мире институт электросварки (г. Киев). Им было разработано и предложено много новых и эффективных технологических процессов электросварки. В годы войны в короткий срок под его руководством были разработаны технология и автоматические стенды для сварки под слоем флюса башен и корпусов танков, самоходных орудий, авиабомб.
В настоящее время широкое развитие получили такие новые способы сварки как: порошковыми материалами, плазменная, контактная и электрошлаковая, сварка под водой и в космосе и др., многие из которых были разработаны в Институте электросварки имени Е.О. Патона, который в последние годы возглавлял сын основателя института - академик Борис Евгеньевич Патон.
Наибольшее развитие наука о сварке и техника применяемых в настоящее время передовых методов сварки подучила в нашей стране благодаря трудам многих советских ученых, инженеров и рабочих-новаторов сварочного производства. Ими создано большое количество типов сварочного оборудования, марок электродов, разработаны новые прогрессивные сварочные процессы, в том числе высокомеханизированные и автоматизированные, освоена техника сварки многих металлов и сплавов, глубоко и всесторонне разработана теория сварочных процессов.
В последние годы сварка повсеместно вытеснила способ неразъемного соединения деталей с помощью заклепок.
Сейчас сварка является основным способом соединения деталей при изготовлении металлоконструкций. Широко применяется сварка в комплексе с литьем, штамповкой и специальным прокатом отдельных элементов заготовок изделий, почти полностью вытеснив сложные и дорогие цельнолитые и цельноштампованные заготовки.
Контактной сваркой называют такой вид электросварки, при которой нагрев металла производится теплом, развивающимся в свариваемых деталях при их контакте и пропускании через них электрического тока, а для соединения деталей применяется давление.
Сущность этого способа электросварки заключается в том, что при пропускании тока большой силы через соприкасающиеся на небольшой плоскости металлические детали в месте контакта этих деталей оказывается максимальное по сравнению со всей деталью сопротивление проходящему току и, следовательно, выделяется максимальное количество тепла. При достаточной силе тока выделяющееся тепло быстро нагревает металл до такого состояния, при котором он легко деформируется приложенной к нему силой; по прекращении действия тока металл охлаждается, и детали оказываются сваренными.
Количество тепла, выделяющегося в месте контакта свариваемых деталей, будет
где Q — количество тепла в кал;
I — сила тока в а;
R — сопротивление цепи в месте контакта деталей в ом;
t — время действия тока в сек.
Так как количество выделяющегося тепла пропорционально квадрату силы тока, то целесообразно пользоваться токами большой силы; поэтому при контактной сварке применяются токи от 100 до 100 000 а; для получения тока большой силы ставят трансформаторы, понижающие напряжение сетевого тока до 10—1 в.
Постоянный ток для контактной сварки практического применения не имеет.
Стыковая сварка. На фиг. 385 представлена схема стыковой контактной сварки. Сетевой ток поступает в первичную обмотку. 3 трансформатора. От вторичной обмотки 4 преобразованный ток низкого напряжения и большой силы подводится к медным зажимам 1; в месте соединения свариваемых деталей 2 ток встречает большое сопротивление и разогревает здесь металл.
Различают следующие основные виды контактной сварки: 1) стыковая, 2) точечная, 3) роликовая или шовная и 4) рельефная.
Стыковую контактную сварку подразделяют на сварку без оплавления свариваемых деталей, сварку с непрерывным оплавлением и сварку с прерывистым оплавлением.
Сварка без оплавления. Стыковую сварку без оплавления свариваемых деталей иногда называют сваркой сопротивлением. При сварке без оплавления контакт между свариваемыми деталями должен сохраняться до окончания процесса сварки. Свариваемые детали, захваченные зажимами (губками), приводят в соприкосновение; после этого включают подводимый к зажимам сварочный ток. В месте стыка происходит достаточно быстрый нагрев металла до сварочного жара, т. е. до температуры, при которой нагреваемый металл может легко деформироваться; после этого ток выключают и производят давление на свариваемые детали, в результате чего несколько деформированные концы деталей окажутся сваренными.
Процесс сварки с оплавлением идет быстрее процесса без оплавления; кроме того, этим способом можно легко сваривать материалы, не способные хорошо деформироваться пластически.
При сварке с оплавлением всегда имеют место потери некоторого количества металла на оплавление и угар.
Сварка прерывистым оплавлением. Этот способ является промежуточным между способами контактной сварки без оплавления и с оплавлением. Процесс ведут поочередно плотным и неплотным контактом и заканчивают оплавлением свариваемых поверхностей, после чего на свариваемые детали производят давление, и они соединяются в прочное целое. Преимуществом этого способа перед способом сварки с оплавлением является уменьшение потерь в металле на угар и оплавление.
Величина выступающих из зажимов концов (на фиг. 385) т, n свариваемых деталей зависит от размеров детали и свойств материала, из которого они изготовлены: она составляет 0,6—0,7 d на каждый выступ (фиг. 385). В случае сварки различных по электропроводности материалов для материала с большей электропроводностью выступ должен быть больше.
Выступающая из зажимов часть свариваемой детали уменьшается в процессе оплавления и при осадке; это следует предусмотреть, давая необходимые припуски. Средний размер припуска на оплавление составляет 0,65—0,75 длины выступа, а на осадку 0,25—0,35 этой длины.
Стыковым методом можно сваривать детали из мягкой стали диаметром до 190—200 мм (железнодорожные рельсы, трубы и т. п.), а медные вследствие высокой электропроводности меди — до 50 мм.
Свариваемые концы деталей из однородного материала должны иметь одинаковое поперечное сечение; в случае надобности произвести сварку концов неодинаковых сечений большее сечение должно быть уменьшено или осажено на меньшее. В случае невозможности сделать это по конструктивным соображениям иногда прибегают к подогреву более толстой детали.
При выборе машин для стыковой сварки исходят из расчета 6—12 ква на 1 см 2 поперечного сечения свариваемой детали. При сварке ободьев и колец вследствие шунтирования тока потребная мощность берется на 30—50% больше. Напряжение при сварке без оплавления составляет 5—6 в, при сварке с оплавлением вследствие наличия между свариваемыми деталями воздушного зазора 12-15 в.
Плотность тока, необходимая при контактной стыковой сварке, зависит от электропроводности свариваемого материала и времени сварки: чем меньше электропроводность, тем меньше и потребная плотность тока. Минимальная плотность тока при сварке сталей порядка 20 а/мм 2 .
В качестве иллюстрации зависимости плотности тока от длительности процесса сварки на фиг. 386 приведен график, составленный для процесса сварки стальных стержней диаметром 10 мм. Давление на стыке составляет
при сварке без оплавления 1,5—3,5 кг/мм 2 и при сварке с оплавлением 2,5— 5,0 кг/мм 2 .
Процесс стыковой сварки может быть полностью механизирован; при частичной механизации автоматически производится только включение и выключение тока.
Стыковую сварку применяют для приварки режущих частей инструмента к державкам, для сварки валов, осей, арматуры железобетонных сооружений, при производстве деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин и пр.
Производительность контактной сварки выше производительности газовой и дуговой.
На фиг. 387, а в виде примера применения стыковой сварки показаны заготовки для стыковой сварки, а на фиг. 387, б — деталь (ось диференциала) в готовом виде.
Точечная сварка. Точечной контактной сваркой называется вид электросварки, при котором металлические изделия, наложенные одно на другое, свариваются в отдельных точках (внахлестку).
Точечная сварка была впервые осуществлена в 1887 г. Бенардосом, применявшим для нее угольные электроды. Впоследствии угольные электроды были заменены медными, применяемыми до настоящего времени.
Сущность процесса точечной сварки заключается в следующем: 1) подлежащие сварке листы накладывают друг на друга (внахлестку); 2) листы сжимают в местах сварки электродами; 3) вследствие механического воздействия со стороны электродов свариваемые листы входят в близкое соприкосновение на небольшой площади (точке), находящейся под самыми электродами; 3) через электроды пропускают ток большой силы, который встречает сопротивление в месте контакта свариваемых листов и разогревает их; 5) нагрев расплавляет поверхностный тонкий слой листов в месте их контакта и доводит до пластического состояния прилегающие слои металла; 6) после этого ток выключают и производят давление на электроды, под действием которого материал листов входит в близкое соприкосновение, и в точке разогрева металла до пластического состояния происходит сваривание листов.
Время прохождения тока при сварке стальных листов составляет приблизительно 0,1 — 1 сек. на 1 мм толщины свариваемого листа. Толщина листов, свариваемых таким способом, при современном оборудовании не превышает суммарно 30 мм.
Мощность аппаратов для точечной сварки достигает 400 ква; считают, что на 1 мм суммарной толщины свариваемых листов нужно 3—5 ква мощности.
Плотность тока на контактирующей поверхности медных электродов должна быть не менее 50 а/мм 2 , так как при меньшей плотности достаточный нагрев листов в месте контакта не достигается.
На фиг, 388, а показана схема точечной контактной сварки, а на фиг. 388, б— устройство машины для точечной сварки с трансформатором, помещенным в корпусе машины.
Разновидностью точечной сварки является рельефная сварка; при таком способе детали сваривают по предварительно подготовленным выступам, выштампованным на одной из свариваемых деталей. Электродами здесь служат плиты с плоскими поверхностями. При прохождении тока выступы нагреваются, а после выключения тока подвергаются давлению. Схема рельефной сварки показана на фиг. 389, а.
В случае невозможности при точечной сварке воздействовать электродами с двух сторон свариваемых деталей можно применять одностороннюю точечную сварку двумя электродами. Схема такой сварки показана на фиг. 389, б; электроды здесь расположены по одну сторону свариваемых деталей.
Давление, необходимое при точечной сварке, должно обеспечивать хороший контакт между электродами и свариваемыми деталями. Оно изменяется в зависимости от толщины листов и химического состава металла; величина его колеблется в пределах 2—12 кг/мм 2 . Диаметр наконечника электрода, определяет диаметр сварочной точки; диаметр последней для обеспечения хорошей сварки должен быть приблизительно в 3 раза больше толщины наиболее тонкого из свариваемых листов.
Точечную сварку можно применять при сварке листов обшивки автомобилей, можно также сваривать детали уголкового и швеллерного профиля (фиг.390)
Контактная сварка соединений внахлестку может быть осуществлена по совершенно оригинальному способу, предложенному в России А. М. Игнатьевым (1928 г.). При сварке по этому методу сварочное давление перпендикулярно направлению сварочного тока. Сварку по методу Игнатьева применяют для сварки листов по всей площади их соприкосновения (а не отдельными точками или выступами) в инструментальном деле при приварке пластинок специальной стали к малоуглеродистой, при сварке лент из разнородных металлов и т. п.
Роликовая сварка. Роликовой или шовной сваркой называют вид контактной сварки, сущность которой заключается в том, что свариваемые детали (листы) сжимают между двумя роликами, являющимися электродами, и сваривают по линии качения. Схема роликовой сварки представлена на фиг. 391,а а на фиг. 391, б показан общий вид машины для роликовой сварки АТ-50.
Роликовая сварка может быть непрерывной, прерывистой и шаговой.
При непрерывной роликовой сварке подача тока и качение роликов совершаются непрерывно во все время получения шва, шов при этом получается непрерывным. В случае прерывистой сварки подачу тока осуществляют с перерывами, а качение роликов не прерывается; шов получается прерывистым, с интервалами, определяемыми перерывами в подаче тока.
При шаговой сварке и вращение роликов, и подвод тока совершают с интервалами, причем включение тока совпадает с остановкой врашения роликов и выключение — с моментом начала их вращения. Преимуществом шаговой сварки является возможность получения хорошего шва при меньшей чистоте свариваемых поверхностей, чем при прерывистой и непрерывной сварке.
Скорость роликовой сварки может достигать 3 м/мин; толщина свариваемых листов при применяемом оборудовании не превышает 2+2 мм.
Для получения хорошего шва необходима тщательная очистка свариваемых поверхностей.
Диаметр роликов зависит от кривизны свариваемых поверхностей; он изменяется от 40 до 350 мм. Чем больше диаметр роликов, тем лучше он охлаждается, меньше снашивается и в целом устойчивее в работе. Ширина ролика в части, соприкасающейся со свариваемой деталью, 4—6 мм. Давление на ролики в некоторых современных машинах достигает 700 кг, хотя при таких давлениях наблюдается сильный износ роликов. В процессе работы ролики охлаждают водой. Охлаждение может быть внутренним и наружным; наружный подвод к ролику охлаждающей воды не оказывает влияния на нормальный ход процесса сварки.
Читайте также: