Контактная стыковая сварка

 Контактная стыковая сварка

Стыковая сварка – способ контактной сварки, при котором соединение свариваемых деталей происходит по поверхности стыкуемых торцов.

При стыковой сварке (рис.1) зажатые электродами с усилием F_сж свариваемые детали соединяются по всей поверхности их контакта при осадке усилием F_св после местного нагрева соединяемых концов. Усилие F_сж обычно значительно превышает F_св. После сварки в месте стыка образуется грат (рис.2), который удаляется механическим путем.

Рис.1. Схема контактной стыковой сварки

По степени нагрева торцов деталей различают стыковую сварку сопротивлением и оплавлением (непрерывным и прерывистым).

Рис.2. Сварной стык

Стыковая сварка сопротивлением – способ, при котором чисто обработанные поверхности двух деталей приводятся в плотное соприкосновение с пропусканием сварочного тока. После нагрева стыкуемых поверхностей до пластического состояния производится осадка (сжатие) деталей с одновременным отключением тока. Таким способом сваривают детали из низкоуглеродистых сталей, круглого или прямоугольного сечения площадью до 1000 м² и легированных сталей площадью до 20 мм². Цветные металлы и их сплавы хорошо свариваются сваркой сопротивлением. Этим способом можно соединять и разнородные металлы (сталь с медью, латунь с медью, различные сорта сталей между собой).

Сварка сопротивлением требует высокой точности обработки и плотности прилегания свариваемых поверхностей. Недостатки подгонки (перекос, зазор) приводят к неравномерному прогреву деталей, образованию оксидов и тем самым – снижению качества сварного соединения. Допустимые отклонения размеров стыкуемых поверхностей круглых сечений – не более 2 %, прямоугольных – не более 1,5 %. Свариваемые торцы деталей подвергают тщательной механической или химической очистке.

Сварка непрерывным оплавлением выполняется в следующей последовательности. Детали, закрепленные в зажимах машины, плавным перемещением подвижного зажима приводят в соприкосновение при включенном сварочном токе. При этом происходит оплавление свариваемых торцов деталей. Затем производится осадка деталей на установленную величину, после чего ток выключается. Способ применяется для соединения тонкостенных труб, листов, рельсов и др. Допускается сварка разнородных металлов. Достоинством способа сварки с непрерывным оплавлением является высокая производительность; недостатком – значительные потери металла на угар и разбрызгивание.

Сварка прерывистым оплавлением производится чередованием плотного и неплотного контакта свариваемых поверхностей при включенном сварочном токе. Небольшие возвратно-поступательные движения подвижного зажима периодически замыкают сварочную цепь в месте контакта деталей до тех пор, пока торцы их не нагреются до температуры 800…900 °С. Затем производится оплавление и осадка. Методом прерывистого оплавления свариваются низкоуглеродистые стали в тех случаях, когда мощность машины недостаточна для производства сварки с непрерывным оплавлением. Этот способ также связан с дополнительным расходом металла, поэтому иногда подогрев осуществляется методом сопротивления (включается ток при замкнутой сварочной цепи), а затем разводятся детали и переходят к оплавлению и осадке.

Сварка оплавлением допускает менее тщательную обработку свариваемых торцов, чем при сварке сопротивлением, так как часть металла из зоны сварки оплавляется. Детали под сварку могут нарезаться пресс-ножницами и даже кислородной резкой (с последующей очисткой от окалины и шлака). Допускаются большие отклонения размеров сечений торцов стыкуемых деталей (круглых – до 15 %; прямоугольных – до 12 %).

Оригинальный способ стыковой сварки был предложен советским изобретателем Александром Михайловичем Игнатьевым (1879 - 1936). При нормальном способе стыковой контактной сварки электрический ток и давление осадки направлены нормально к поверхности стыка. При сварке по способу А.М. Игнатьева давление также прилагается нормально к поверхности стыка, но электрический ток пропускается параллельно поверхности стыка (рис.3).

Рис.3. Принцип стыковой сварки по методу А.М. Игнатьева 1 – электрод; 2 – пуансон осадочного пресса; 3 – заготовка; 4 – пластина быстрорежущей стали; 5 – изолирующая асбестовая прокладка