Контактная шовная сварка

Процесс шовной сварки, включая подготовку поверхности деталей, сборку, прихватку, сварку и послесварочные операции, аналогичен точечной сварке. В отличии от точечной, шовная сварка выполняется между вращающимися дисковыми электродами. Сжатие, подвод тока и перемещение деталей, как правило, осуществляется с помощью роликов, что приводит к ряду особенностей процесса:

-повышенное сопротивление контактов между электродами и деталями;

-шунтированию сварочного тока через ранее сваренные точки;

-отсутствию проковки каждой точки.

Шовная сварка применяется для получения герметичных швов рядом перекрывающихся точек, а также для повышения производительности при сварке отдельными точками. Шовная сварка широко используется для соединения внахлестку деталей толщиной 0,3 ... 4 мм. Как правило, она обеспечивает получение прочных швов, когда каждая последующая точка перекрывает на 25 ... 40% предыдущую. Качественная шовная сварка обязательно сопровождается образованием литой зоны, параметры которой указаны в ГОСТ 15878-79. Шовная сварка может осуществляться при непрерывном и прерывистом включении тока. В первом случае свариваемые детали перемещаются с постоянной скоростью при непрерывно включенном сварочном токе. Непрерывная шовная сварка применяется для неответственных сварных соединений. При этом способе из-за повышенного тепловложения расширяется зона термического влияния, перегреваются электроды, возрастает шунтирование тока через ранее сваренный участок шва, увеличивается вероятность непроваров. В то же время непрерывное включение тока позволяет резко повысить скорость сварки, что подходит для сварки тонколистового металла (0,15 … 0,35 мм) с раздавливанием кромки.

Основным способом шовной сварки является прерывистая сварка, когда кратковременные импульсы тока чередуются с паузами при непрерывном движении деталей. Во время паузы теплота от несваренного участка отводится в электроды, что снижает нагрев этого участка. Электроды прокатываясь по нагретому несваренному участку шва, вызывают пластическую деформацию его выступов, частичное разрушение оксидных пленок и уменьшение контактного сопротивления. Это способствует уменьшению тока шунтирования и увеличению полезного тока. Длительность импульса тока подбирается таким образом, чтобы за время его действия образовалась литая зона определенного ГОСТ размера. Длительность паузы определяется так, чтобы произошло достаточное остывание несваренного участка и чтобы вновь формирующаяся литая зона перекрывала на 25 …40% предыдущую.

Шовную шаговую сварку с прерывистым включении тока используют при сварке цветных металлов или деталей толщиной более 2 мм. При этом способе сварки ток включается во время остановки роликов, следовательно кристаллизация происходит под давлением электродов и появляется возможность прикладывать повышенную силу проковки.

Контактная рельефная сварка

Рельефная сварка – вид контактной сварки, при котором сварное соединение получается на отдельных участках, обусловленных их геометрической формой, в том числе по выступам. Электротермодеформационные процессы при рельефной сварке сходны с процессами при точечной сварке. Металл в зоне контакта при рельефной сварке, как правило, доводится до плавления и либо выдавливается из соединения, либо образуется литое ядро.

Рельефная сварка, или сварки выступами, является разновидностью точечной контактной сварки. В этом случае на одной из свариваемых деталей или на обеих предварительно выштамповывают выступы (рельефы) в местах, подлежащих сварке. Подготовленные детали закладывают в специальную сварочную машину, носящую название "сварочный пресс". Одновременно с включением тока верхний электрод сжимает детали и спрессовывает их до полного уничтожения выступов. Таким образом, за один ход машины производится столько сварных точек, сколько было выштамповано выступов; число их может доходить до нескольких десятков на одной детали. Для получения качественной сварки требуется точная штамповка и плотное прилегание собранных деталей по всем выступам.

Рельефная сварка обладает рядом достоинств:

- высокая производительность, поскольку число одновременно свариваемых точек одним импульсом тока достигает 15 …20 и более

- компактность сварных узлов, так как шаг между точками при рельефной сварке может быть меньше, чем при точечной сварке

- возможность сварки деталей весьма различных толщин и сечения и из материалов с очень разными теплофизическими свойствами.

- возможность легирования литого ядра при рельефной сварке через вставки и прокладки

- повышенная стойкость электродов при рельефной сварке по сравнению с точечной

Недостатки :

- более высокая вероятность возникновения выплесков металла в момент включения сварочного тока

- необходимость создания рельефов штамповкой, высадкой или точением, что связано с дополнительными затратами, окупающимися лишь в условиях массового производства.

Рельефную сварку применяют для соединения деталей из стали, титановых сплавов и цветных металлов высокой твердости. В зависимости от конструкции изделия и взаиморасположения свариваемых деталей различают сварку: нахлесточных, тавровых и крестообразных соединений.

Процесс формирования сварного соединения при рельефной контактной сварке делится на четыре стадии.

Первой стадией процесса сварки является сжатие деталей перед пропусканием сварочного тока. При этом создается электрический контакт между вершиной рельефа и второй деталью. Рельеф должен сохранить свою форму, для чего сжатие должно быть безударным и с оптимальной силой F_CB. Перед протеканием тока зона сварки имеет сопротивления, аналогичные сопротивлениям при точечной сварке.

Вторая стадия процесса сварки - пластическая деформация (сжатие) рельефа начинается с момента включения сварочного тока. Высокая начальная плотность тока в контакте деталь- деталь может вызвать подплавление рельефа, выплеск расплавленного металла и преждевременную потерю формы и размеров рельефа.

Третьей стадией процесса сварки является формирование ядра точки . К данному времени диаметр пятна контакта между деталями достигает величины, необходимой для образования жидкого ядра требуемых размеров и окружающей его зоны уплотнения. Начало образования ядра сопровождается увеличением теплового расширения металла в зоне сварки, которое при рельефной сварке создает соответствующие условия для протекания процесса.

Четвертой стадией процесса сварки является кристаллизация ядра. Она протекает в условиях замкнутого объема и ориентированного теплоотвода в электроды. Ядро имеет столбчатую структуру, как и при точечной сварке, но с более выраженными усадочными раковинами.