Контактная стыковая сварка

Ни одно производство металлических конструкций не обходится без сварных технологий. При помощи них осуществляется соединение различных элементов и составляющих больших сооружений, приборов, машин и других важных изделий. На данный момент разработано множество видов сварочных процессов, которые подходят для деталей с разными размерами.

В статье мастер сантехник расскажет, особенности контактной стыковой сварки.

Контактная стыковая сварка - метод сваривания металлических компонентов, основная сущность которого состоит в равномерном прогревании всей области стыка изделий. После нагревания они как модно сильнее стыкуются друг с другом, и в результате получается прочный неразъемный шов.

Сварка встык характеризуется высокой производительностью, это связано с быстрым образованием сварного соединения. При проведении процесса металл расплавляется намного быстрее и равномернее, поэтому соединение появляется достаточно быстро. При желании сварку можно сделать автоматизированной и встроить в конвейер. Поэтому этот вид сваривания часто применяют на серийном производстве, где требуется стыковое сваривание труб и других похожих изделий.

Несмотря на то, что сварные соединения образуются быстро, они получаются прочными и качественными. Они смогут прослужить долгий период в нормальном состоянии. По этой причине сварка встык металла часто применяется при изготовлении автомобилей, самолетов, нефтепроводов.

Особенности технологии

Сварка в стык считается разновидностью контактной электросварки. По этой причине технологические процессе и устройство оборудования для этих процессов сильно похожи. Но все же несколько различий имеется, но они совсем незначительные.

Сварочное оборудование, которое используется для контактной и стыковой сварки, имеет в устройстве следующие компоненты:

• Силовой сварочный трансформатор с большой мощностью;
• Электрод с неподвижным устройством;
• Подвижный электрод;
• Механический или электромеханический привод, который предназначен для подвижного электрода;
• Система управления рабочим процессом.

Обратите внимание! Если для сваривания применяется оборудование с ручным управлением, то оператор должен постоянно производить визуальный контроль процесса. Это может негативно отразиться на качестве сварного соединения. А вот автоматизированные аппараты управляют операциями на всех стадиях вплоть до удаления нагревательного элемента

Технология стыковой сварки производится в несколько этапов:

• На начальном этапе работ свариваемые изделия закрепляются специальными зажимами. Они также применяются в качестве электродов. Сварочное оборудование устроено с учетом того, что размер площади контакта в таких зажимах должен быть большим в отличие от свариваемой поверхности торцов. По этой причине зажимы должны соответствовать форме поверхности свариваемых изделий.
• Затем подвижный механизм с повышенным усилием при помощи электромеханического привода прижимает край стыка свариваемого элемента к стыку изделия, которое закреплено в зажиме в неподвижном состоянии.
• Как только все изделия будут прочно зафиксированы и прижаты, производится включение сварочного трансформатора, это делается на 2-3 секунды. Этого времени будет достаточно для того, чтобы через электроды и свариваемое изделие прошел электроток с большой силой. Именно он выделяет повышенный объем теплоты в области наименьшего контакта, а именно на стыке свариваемых изделий.

Виды стыковой сварки

Сварка пластин и других металлических изделий встык может проводиться несколькими способами - оплавлением и сопротивлением. Каждый метод имеет характерные особенности и нюансы, которые обязательно нужно соблюдать при проведении сварочных работ.

Сварка оплавлением

Стыковая сварка оплавлением является популярной технологией, которую используют в разных сферах промышленности. Ее суть состоит в том, что определенный объем напряжения, который подается на область обмоток трансформатора, прекращается, как только два свариваемых изделия соприкоснутся. Если говорить простыми словами, напряжение повышается и в момент наивысшей точки сразу же прекращается его подача. Но при этом сохраняется достаточный объем тепловой энергии для расплавления металлической основы.

Схема ниже поможет лучше понять суть технологии:

На поверхности стыков двух изделий имеются небольшие неровности, именно они обеспечивают хороший контакт между изделиями. Но все же если вы хотите получить отличный результат, то лучше торцевые части сдавить и полностью их выровнять. Это улучшит площадь соприкосновения. Данные условия обеспечат быстрое разогревание и расплавление металла, он в прямом смысле закипит всего за несколько секунд.

Сварка оплавлением характеризуется тем, что при ее проведении могут появляться дополнительные неровности, в которых могут концентрироваться паровые смеси от расплавленных металлов. Но данные пары приносят пользу сварочному процессу, они оказывают защитное воздействие, а именно защищают сварочную зону от негативного воздействия кислорода.

Обратите внимание! Контактная стыковая сварка оплавлением проводится с использованием усилия или давления. Его прикладывать необходимо тогда, когда стыки свариваемых изделий уже немного расплавились

В момент, когда происходит сжатие двух изделий, лишний жидкий металл выходит за пределы. Как раз в это время происходит соединение двух элементов. В результате получается прочный и качественный шов, При его осмотре практически не обнаруживается видимых и скрытых дефектов. Дело в том, что продукты разложения, оксидная пленка удаляются вместе с излишками расплавленной металлической массы.

Контактная сварка оплавлением не требует предварительно подготовки и особой обработки металлических поверхностей. Для проведения не нужно подготавливать торцевые части изделий, это существенно экономит время. Если необходимо сварить элементы, которые имеют разное сечение, то заранее можно сделать противоположные скосы. Это намного улучшит контакт между заготовками, увеличит их площадь соприкосновения.

Сварка сопротивлением

Стыковая сварка сопротивлением существенно отличается от сварочного процесса оплавлением. Во время проведения этой технологии изделия прижимаются губками к поверхности электродов. Именно это позволяет получить хороший контакт, а губки отлично удерживают элементы, предотвращают их скольжение.

Затем элементы с усилием прижимают друг к другу, и после подается электрический ток. Именно он начинает постепенно разогревать металлическую структуру. Разогревание металла должно проводиться до той степени, когда он приобретает пластичные свойства. Под сильным давлением изделия соединяются друг с другом. Лишняя расплавленная металлическая масса выходит, вместе с ней удаляется оксидная пленка.

Рисунок-схема ниже демонстрирует технологию процесса:

Обратите внимание! Сварка сопротивлением проводится с постоянным давлением, его подача не должна прекращаться пока металлическая структура полностью не остынет и не образуется прочное соединение. Если соблюдать все правила и принципы, то шов выйдет ровным, без изъянов, дефектов с хорошей износостойкостью

Контактная стыковая сварка сопротивлением машины и других изделий требует предварительно подготовки и обработки свариваемых изделий. Их необходимо хорошо зачистить. Кроме этого стоит учитывать, что детали, которые сваренные при помощи сварочного процесса сопротивлением имеют меньшую устойчивость к окислению, поэтому этот метод редко применяется. Также сварка подходит только для деталей с небольшим сечением.

Области применения

Технология востребована во всех отраслях промышленности, таких как:

• Машиностроение. Большое количество швов в автомобилях и других агрегатах выполняется данный способом;
• Авиастроение;
• Кораблестроение;
• Строительство. Создание опорных конструкций, фундаментов, стен и так далее;
• Сварка листового металла самой различной толщины.

Область применения контактной сварки очень широка за счет того, что получаемые конструкции очень жесткие и прочные.

Преимущества и недостатки

Сварка встык имеет множество преимуществ по сравнению с другими, к ним относятся:

• Отсутствует необходимость в подготовке кромок деталей, а также их предварительная термообработка, что упрощает задачу и ускоряет процесс, однако такие действия не нужно применять при методе оплавления, в других случаях предварительная подготовка обязательна;
• Высокая надежность и прочность получаемых соединений. Сваренные детали при правильной технологии и соблюдении всех правил могут прослужить несколько десятков лет без каких-либо дефектов;
• Простота и легкость. Такую работу сможет совершить абсолютно любой человек, здесь не требуются глубокие познания;
• Высокая степень химической однородности металла после сваривания, благодаря чему улучшаются прочностные свойства;
• Возможность полной автоматизации процесса;
• Быстрота выполнения.

Однако при таком большом количестве достоинств стыковая сварка имеет ряд недостатков:

• Высокая стоимость сварочного оборудования, такие агрегаты сможет позволить себе не каждый человек, поэтому чаще всего соединение стальных изделий встык осуществляется вручную;
• Большие затраты на электрическую энергию;
• Высокие требования к размерам соединяемых металлических элементов.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Контактная сварка – схема сборки аппарата точечной сварки