Электроконтактная и электрошлаковая сварка

Категория:
Сварка различных металлов


Электроконтактная и электрошлаковая сварка

Электроконтактная сварка. При электрической контактной сварке для нагрева свариваемых частей используется теплота, которая выделяется при прохождении тока через место сварки, где детали находятся в контакте. В месте контакта наблюдается увеличенное электрическое сопротивление по сравнению с другими участками электрической цепи. После достижения сварочного жара свариваемые части для их соединения сдавливают.

Электроконтактная сварка впервые была предложена Н. Н. Бенар-досом в 1882 г.

Значение электроконтактной сварки в промышленности непрерывно растет. Развитие контактной сварки связано с развитием электрификации и переходом на массовое производство различных деталей.

Существуют три вида контактной сварки: стыковая, точечная и шовнал.

Рис. 1. Схема стыковой сварки

Стыковая сварка. Для стыковой сварки соединяемые части 1 (рис. 1) зажимают в клеммах-электродах сварочной машины и пропускают через них ток большой силы, индуктирующийся во вторичной обмотке трансформатора. При этом в месте контакта частей вследствие повышенного сопротивления выделяется большое количество тепла и происходит нагрев их до сварочного жара. Нагретые части сдавливаются, и в месте их контакта происходит сварка.

Различают три разновидности стыковой сварки:
1) сопротивлением без искрообразования,
2) непрерывным оплавлением,
3) прерывистым оплавлением.

При сварке сопротивлением сначала приводят в плотное соприкосновение свариваемые части, затем пропускают ток. По достижении сварочного жара ток выключают и части сдавливают.

При сварке непрерывным оплавлением ток включают при наличии зазора между частями, затем их сближают, причем воздушный зазор между частями пробивается электрическим током, происходит искрообразование и оплавление поверхностей контакта. Соединение частей происходит при последующем их сжатии. Способом оплавления можно производить сварку легированной стали, а также различных металлов (медь — сталь, ковкий чугун — сталь, латунь — сталь, алюминий — медь и др.), чего нельзя достигнуть при сварке сопротивлением без оплавления. Кроме того, сварка по способу оплавления происходит быстрее, чем сварка сопротивлением, но при этом имеют место некоторые потери металла в виде брызг.

При сварке прерывистым оплавлением производится чередование кратковременного плотного и неплотного контакта свариваемых частей. После достижения нагрева на нужную глубину части сдавливают. Этот способ применяют, когда мощность оборудования недостаточна для сварки непрерывным оплавлением.

Стыковая сварка возможна для различных сечений, до 50 000 мм2 и более, причем форма изделий может быть самой разнообразной: круглой, квадратной, фасонной (рельсы, уголки, трубы). Однако форма и сечение каждой пары свариваемых частей должны быть одинаковыми. Стыковая сварка применима также для соединения штампованных листов

(например, частей кузовов автомобилей); при этом протяженность места сварки может достигать 2 м.

Прочность шва стыковой сварки не уступает прочности основного металла, поэтому стыковая сварка применима и для ответственных соединений.

Производительность стыковой сварки: при ручном управлении — до 120 соединений в час, при механическом — до 500.

Стыковая сварка очень распространена в массовом и серийном производстве.

Рис. 2. Схема точечной сварки

Точечная сварка. Свариваемые части зажимаются между электродами, по которым пропускается ток большой силы от вторичной обмотки специального трансформатора. Вследствие большого сопротивления место контакта свариваемых частей нагревается до сварочного жара, и под влиянием давления Р электрода происходят диффузия и сварка частей в этом месте (рис. 2, б).

Электроды для точечной сварки должны иметь хорошую электропроводность и повышенную твердость, сохраняемую до 350—400°. Электроды применяются преимущественно из сплава ЭВ (0,7% Сг, 0,4% Zn, остальное Си) и из электролитической меди марки Ml, однако стойкость медных электродов в 5—6 раз меньше стойкости электродов из сплава ЭВ. Внутри электроды делаются полыми для осуществления водяного охлаждения, которое необходимо для предупреждения чрезмерного нагрева электрода в месте контакта со свариваемой деталью. При чрезмерном нагреве может происходить приваривание электрода к поверхности детали.

Машины для точечной сварки могут быть стационарными и переносными.

Стационарные машины бывают одноточечными И многоточечными. Много» точечные машины имеют до 50 электродов, расположенных по контуру шва, и при« меняются для сварки тонких (до 1,5 мм) листов неответственных деталей. Многоточечные машины имеют весьма высокую производительность, так как обеспечивают получение большого числа точек при одной установке детали.

Производительность одноточечных машин — 250—2000 точек в час, многоточечных — до 10 000 точек в час. Напряжение тока 2—10 в, удельное давление

на электроды колеблется в пределах 2—15 кг/мм2 в зависимости от материала свариваемых деталей и его толщины; плотность тока при сварке может достигать величины до 700 а/мм2 (по сечению электрода).

Точечная сварка легко поддается автоматизации и широко применяется при массовом и крупносерийном производстве в различных отраслях машиностроения и приборостроения, например: при изготовлении кузовов автомобилей, цельнометаллических вагонов, рам и каркасов сельскохозяйственных машин, электроаппаратуры и пр.

Шовная сварка. Этот вид сварки применяется для соединения листов толщиной до 2 мм из низкоуглеродистой стали и листов толщиной до 1,5 мм из нержавеющей хромоникелевой стали и латуни, бронзы и алюминиевых сплавов.

Подготовленные свариваемые части (рис. 176) пропускаются между вращающимися роликами-электродами шовной машины, через которые проходит электрический ток, выделяющий тепло в месте соприкосновения свариваемых частей. В результате этого образуется шов 3.

Ролики изготовляются из сплава ЭВ или из меди марки Ml с охлаждением. Давление на ролики достигает 1000 кг. Скорость сварки стали колеблется в пределах 0,5—6 м/мин.

Для шовной сварки применяются стационарные и переносные машины.

По способу подачи тока и виду получаемого шва различают непрерывную и прерывистую сварку. Наиболее распространена сварка с прерывистой подачей тока, т. е. периодическим чередованием импульсов тока с кратковременными паузами; это обеспечивает получение достаточного провара и предотвращает перегрев поверхности свариваемых деталей. Перегрев может иметь место при непрерывной подаче тока (непрерывная сварка).

Шовная сварка применяется для изготовления всевозможных баков (например, в автотракторной промышленности), тары, труб и сосудов, работающих под давлением, а также других герметичных изделий из тонких металлических листов.

Рис. 3. Схема шовной сварки

Электрошлаковая сварка. Электрошлаковая сварка — способ без-дуговой электрической сварки плавлением встык, основанный на выделении тепла по закону Джоуля—Ленца при прохождении тока через жидкий шлак. Тепло, выделяющееся в шлаке, расплавляет электродную проволоку и оплавляет свариваемые кромки основного металла. Электродный металл сливается в сварочной ванне с основным металлом и образуетсварной шов. Медные ползуны, охлаждаемые водой по мере наплавления шва, автоматически перемещаются вверх и обеспечивают принудительное формирование сварного шва. Величина зазора между свариваемыми частями берется 20—25 мм, чтобы обеспечить свободный проход направляющих 6 с электродной проволокой. Сварка может вестись одним электродом (проволокой) или несколькими в зависимости от толщины свариваемых частей. Наиболее эффективной является сварка при трехфазном питании. Основным преимуществом электрошлаковой сварки является возможность однопроходной сварки частей практически неограниченной толщины (чаще всего сваривают элементы толщиной 150—450 мм) при малом расходе флюса и электроэнергии. Этот способ дает возможность заменить трудоемкие цельнолитые и цельнокованые крупные детали сварнолитыми, сварноковаными и сварнопрокатными, собранными из некрупных элементов.

Электрошлаковая сварка применяется при изготовлении станин уникальных прессов, прокатных станов, сосудов высокого давления из стали толщиной до 400 мм, деталей крупных кораблей и др.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум