Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Сварка плавлением СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Глава 7 КОНТАКТНАЯ СВАРКА 1. Бельчук Г. А. Сва ные сое н Р е «Р и У с и ы х о и с Р у к «и я х . Л ., «С у до с т Р е 2. В охни А, А. О 3. Лесков Г. И. Э р А, А. Основы сварки плавлением. М., «Машиностроени», 1973, 448 . И. Электдоическая сварочная дуга. М., «Машиностроение», 1970, 336 с. М, М !974 121 Р явления в сваре"ных процессах' 4. Мацкевич Й. Р. и еев Г. Ф. Паве хиостные 6. Новожилов Н.
М. Основы металлургии д говой сва М «М шнн ие» 1972 168 6. Пет Г. 7. ~отапьевский А. Г. Св с. ашиностроение», 1974. 240 с. М ров . Л. варочные материалы. Л., «Машиностроение», 1972. 280 Сварка в защитных газах плавящимся электродом. М. 8. Те оретические основы сварки. М., «Высшая школа», 1970, 392 с. Авт. В.
В. Ф олов, В. А. Винокуров, В. Н. Волченко н др. с. вт... Ро- 9. Технология электрической сварки металлов и сглазов плавлением. Под е . Патона, М.„«Машиностроение», 1974. 768 с. Рел. нв свариваемость, 1972. 240 с. 10. Шоршоров М. Х., Чернышева Т. А., Красовский А, И. Испытание ме та не металла 408 о, !1.
Хренов К. К. Сварка, резка и пайка металлов. М., «Машиностроение», 1974. Контактная сварка представляет собой процесс образования неразъемных соединений в результате нагрева металла проходящим электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилил. Контактная сварка объединяет большую группу различных способов соединения. Основные особенности этих способов — надежность соединений, высокий уровень механизации и автоматизации, высокая производительность процесса и культура производства.
Контактная сварка находит широкое распространение в современной промышленности. Считается, что около 30% всех сварных соединений в изделиях различного назначения выполняется контактной сваркой. Прн этом успешно сваривается большинство конструкционных материалов в широком диапазоне толщин и сечений, например от нескольких микрон до 20 — 30 мм при точечной сварке !8, 91.
СПОСОБЫ СВАРКИ И ОБЛАСТЪ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ Основными способами контактной сварки являются стыковая, точечная и шовная сварка. Они отличаются по конструкции соединений и технологии их получения. Стыковая сварка — детали соединяются по всей площади касания. В зависимости от состояния металла в зоне соединения различают стыковую сварку сопротивлением и оплавлением.
При этом детали 1 укрепляют в токоподводах 2 — 8 (рнс. 1,а), один нз которых, например токоподвод 2, является подвижным и связан с приводом усилия машины. При сварке сопротивлением детали сжимают довольно значительным усилием г н подают напряжение на первичную обмотку сварочного трансформатора 4, что вызывает появление тока 1 во вторичном контуре. Протекание тока через детали, являющиеся частью этого контура, приводит к постепенному нагреву металла в стыке до температуры, близкой к температуре плавления (0,8+0,9) Тпа. Затем увеличивают усилие (осадка деталей). При этом возрастает перемещение 5 йодвижной детали, происходит пластическая деформация металла в стыке и образование соединения в твердом состоянии, Иногда нагрев производится ТВЧ-индуктором, внутри которого располагаются детали.
При сварке сопротивлением не обеспечивается достаточно полное удаление окисных пленок, и трудно добиться равномерного нагрева деталей по всему сечению. Поэтому сварка сопротивлением используется ограниченно, например, для соединения проволочек, стержней и труб сечением до 200 — 250 мм' в основном из низкоуглеродистой стали !5].
При сварке непрерывным оплавлением детали сближают при очень малом усилии (штриховая линия на рис. 1,а) при включенном сварочном трансформаторе. Оплавление деталей происходит в результате непрерывного образования и разрушения контактов — перемычек между их торцами.
В результате оплавления на торце образуется преимущественно сплошной слой жидкого металла, который при осадке вместе с загрязнениями (окнсными пленками) выдавливается нз стыка. Соединение при этом образуется в твердом состоянии. Для более равномерного 287 286 Контактная сварка Способы сварки и область их применения нагрева деталей применяют предварительный подогрев током, непосредственно подводимым к деталям, или через зазор с помощью индуктора. Для защиты металла от взаимодействия с газами при стыковой сварке химически активных металлов используют защитные (инертные газы) среды.
Помимо соединения деталей, которые расположены соосно, стыковой сваркой выполняют тавровые соединения стержней с листом, а также сваривают «перекрещивающиеся» проволоки или стержни (решетчатые конструкции). Сварка оплавлением находит применение при создании разнообразных конструкций как малых, так и больших сечений (до 100 000 ммз). Таким способом получают длинномерные изделия— трубопроводы, железнодорожные рельсы, заготовки в условиях непрерывной 9 8 1 а) Я ) 9 Рис.
1. Основные способы контактной сварки: с" — усилие; 5 — перемещение деталей; « — сварочный ток прокатки, арматуру железобетона и т. п. Этот способ применяют для изготовления деталей замкнутой формы — ободьев автомобильных колес, колец жесткости реактивных двигателей (шпангоутов), звеньев цепей, а также сложных деталей из простых заготовок — элементов шасси летательных аппаратов, тяг, валов, кожухов карданных валов автомобилей и др. В целях экономии легированной стали стыковую сварку используют при изготовлении режущего инструмента. Например, к хвостовой части инструмента из низкоуглеродистой или углеродистой стали приваривают рабочую часть из быстрорежущей стали [5).
В высокопроизводительных автоматических установках для сварки продольных швов тонкостенных труб из различных металлов (стали, латуни и т. п.) применяют радиочастотную сварку токами частотой 70 — 450 кГц, отличающуюся высокой концентрацией нагрева в зоне соединения (рпс. 1 б), который производится, например, индуктором б, связанным с генератором б.
Оплавленный металл в стыке выдавливается усилием сжимающих роликов 7. Этот вид сварки применяют также при ребрении труб, изготовлении профилей различного сечения и т. п. [2 81 Точечная сварка — детали соединяются по отдельным участкам касания, называемым точками. При этом детали собирают внахлестку (рис. 1, в) и сжимают электродами (токоподводами 8), связанными со сварочным трансформатором 4, при включении которого детали нагреваются кратковременным (0,01 — 0,5 с) импульсом тока до появления расплавленной зоны 9 или ядра точки.
Размеры ядра характеризуются его диаметром и высотой (глубиной проплавления). Номинальный диаметр ядра выбирают в зависимости от толщины 6 свариваемых деталей. Рекомендуемая глубина проплавлення при сварке деталей одинаковой толщины составляет 30 — 80%. Расплавленный металл удерживается в ядре от выплеска и надежно защищается от взаимодействия с окружающей атмосферой уплотняющим пояском, формирующимся в результате интенсивной пластической деформации металла, примыкающего к ядру. Усилие после выключения тока сохраняется некоторое время, для того чтобы кристаллизация металла происходила под давлением. Тем самым предотвращается образование дефектов усадочного происхождения — трещин, рыхлот и т. п.
С этой же целью при соединении деталей больших толщин (свыше 1,5 — 2 мм) и из металлов с относительно малой пластичностью (высоколегированные алюминиевые сплавы, жаропрочные сталь и сплавы) сразу после выключения тока резко увеличивают усилие (в 1,5 — 2 раза) для дополнительной проковки ядра. По способу подвода тока точечная сварка может быть двусторонней и односторонней. При двусторонней сварке ток подводят к верхней и нижней деталям, а при односторонней — к одной из них. Для повышения плотности тока в зоне соединения при одностороннем токоподводе детали располагают натокоподводящей медной подкладке. Одностороннюю сварку применяют при затрудненном доступе к одной из деталей, а также прн необходимости увеличения производительности процесса, так как в этом случае можно одновременно сваривать несколько точек [9]. В ряде случаев используют комбинированные соединения, например клеесварные и сварно-ивяные.
Клей и припой вводятся под нахлестку преимущественно после выполнения точечной сварки с целью повышения статической и особенно усталостной прочности соединений, а также их коррозионной стойкости [101. Разновидностью точечной сварки является р е л ь е ф н а я с в а р к а, когда первоначальный контакт деталей происходит по ограниченной рельефами площади. Эти рельефы (выступы), например в сечении в форме полукруга или трапеции, предварительно механически формируются на деталях. В начальный период сварки наличие рельефа 11 (рис. 1, г) дает возможность обеспечивать концентрированный нагрев в месте контакта при больших плотностях тока. В дальнейшем рельефы постепенно деформируются и на определенной стадии происходит плавление металла и образование ядра точки.
Обычно на поверхности деталей выполняют несколько рельефов нли протяженный выступ замкнутой формы в виде кольца. Таким образом, детали соединяются одновременно в нескольких точках или образуется непрерывный герметичный шов (контурная рельефная сварка). Способом точечной сварки возможно соединять элементы жесткости и крепежные детали с листами, тонкостенными оболочками, панелями. Таким образом, сваривают разнообразные по сечению профили с обшивкой крыла или фюзеляжа самолета [4, 9[. Точечная сварка используется также при производстве силовых узлов, например ферм в строительной индустрии, гофрированных и сотовых конструкций. Большой объем занимает точечная и рельефная сварка в радиоэлектронной промышленности при монтаже элементов схем, герметизации корпусов полупроводниковых приборов и т.
п. Производительность точечной сварки очень высока и может достигать 200 точек в минуту. Шовная сварка — образование непрерывного соединения (шва) путем постановки последовательного ряда перекрывающих друг друга точек. Таким образом достигается герметичность сварного соединения. При шовной сварке подвод тока, передачу усилия к деталям и их перемещение осуществляют через вращающиеся дисковые электроды — ролики 10 (рис. 1, д). Как и при точечной сварке, детали обычно собираются внахлестку и нагреваются током без применения специальных Особенности фар~пирования соединений 289 288 Контактная сварка Рис. 2.
Этапы формирования соединений при контактной сварке: а — сопротивлением; б— оплавлением; в — при точечной и шовной сварке Π— окисные пленки; ив жидкий металл; 3 — литой металл) 1 1 1 ,т р йр 1г л о) средств защиты жидкого металла от взаимодействия с атмосферой. По положению роликов в момент прохождения тока различают непрерывную и шаговую (прерывистую шовную сварку. В первом случае ток проходит при вращающихся роликах, во втором — при неподвижных (штриховая линия на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
