7.1.3. Электрическая контактная сварка.
Электрическая контактная сварка находит широкое применение в машиностроении и в приборостроении. Она основана на том, что при прохождении тока через соединяемые поверхности он встречает максимальное сопротивление в месте их соединения. Здесь происходит разогрев металла до пластического состояния и оплавление. Поверхности металлов в точке разогрева сжимаются и происходит диффузия металлов. Основными способами контактной сварки являются стыковая, шовная и точечная (рис. 7.3).
При стыковой сварке (рис. 7.3, а) свариваемые детали 1-2 (стержни, полосы, рельсы, трубы) закрепляют в медных зажимах машины. Зажим 3 установлен на подвижной плите, перемещающейся по направляющим станины, а зажим 5 укреплен на неподвижной плите. Вторичная понижающая обмотка трансформатора 4 соединена с плитами медными гибкими шинами.
Рис. 7.3. Основные схемы контактной сварки: а - стыковая; б- точечная; в - шовная
Стыковую сварку разделяют на сварку сопротивлением и сварку оплавлением.
232
При сварке сопротивлением заготовки соединяются и включается электрический ток. В зоне контакта электрический ток встречает наибольшее сопротивление и выделяется наибольшее количество теплоты, торцы заготовок нагреваются, и в зоне нагрева металл переходит в пластическое состояние. После этого ток отключают, заготовки сжимают, происходит диффузия металлов и в результате получается сварное соединение. Сварку сопротивлением применяют для неответственных конструкций небольшого сечения (диаметром до 20-25 мм), изготовляемых из низкоуглеродистых сталей.
При сварке оплавлением заготовки сближают при включенном трансформаторе. По мере их сближения обеспечивается контакт по всему поперечному сечению, и поверхности стыка, за счет выделения теплоты при прохождении тока, равномерно оплавляются. После этого заготовки сжимаются и образуется сварной шов по всей плоскости. Стыковую сварку оплавлением применяют при соединении железнодорожных рельсов, газо- и нефтепроводов.
Точечную сварку применяют для соединения заготовок, свариваемых внахлестку в отдельных точках (рис. 7.3, б). Свариваемые заготовки 2 для обеспечения их контакта зажимаются силой между двумя стержневыми медными электродами 1 и 3, к которым подводится электрический ток от вторичной обмотки трансформатора 4. Между электродами, в месте контакта заготовок, имеющем наиболее высокое сопротивление, поднимается температура, металл переходит в пластичное или расплавленное состояние, и образуется сварная точка. Массивные медные электроды практически не нагреваются, так как сопротивление меди невысокое.
В качестве источника электрической энергии обычно используется однофазный трансформатор переменного тока. Синхронизация работы механизмов сжатия и источника электрического тока обеспечивается электронными программными устройствами, задающими цикл работы машины. Точечную сварку применяют для соединения заготовок из углеродистых и легированных конструкционных сталей, алюминиевых, медных, титановых сплавов.
При шовной или роликовой сварке (рис. 7.3, в) свариваемые заготовки 2, соединяемые внахлестку, зажимают постоянной силой между двумя медными электродами 1, 3, выполненными в виде вращающихся роликов. Роликовая сварка аналогична точечной, но она предназначена для получения не-
233
прерывного сварного шва. Шовную сварку применяют для получения герметичных соединений емкостей, баков, сосудов высокого давления и т.д. Толщина свариваемых заготовок может быть от 0,001 до 3 мм.
камера; 4 - инжектор; 5 — вентиль
Применяют различные горючие газы - ацетилен, водород, природные газы, пропан, бутан, пары бензина. Самую высокую температуру пламени (3200 °С) обеспечивает ацетилен, поэтому аце-тилено-кислородное пламя нашло наибольшее применение.
234
Питание газовой горелки ацетиленом и кислородом осуществляется преимущественно от баллонов - ацетиленового (белого цвета) и кислородного (голубого цвета), поставляемых на место сварки.
Для получения пламени ацетилен и кислород подают из баллонов, снабженных газовыми регуляторами давления, в горелку. Применяют, главным образом, горелки инжекторного типа (рис. 7.4, б). Суть его заключается в следующем.
Кислород, подаваемый под давлением 0,1-0,4 МПа, выходит из инжектора 4 с большой скоростью и создает разрежение в смесительной камере 3. За счет этого в нее подсасывается ацетилен. Здесь он смешивается с кислородом, и образующаяся горючая смесь поступает по трубке наконечника к выходному отверстию мундштука. Сгорание смеси происходит в сварочном пламени на выходе из мундштука. Тепловую мощность пламени регулируют сменными наконечниками горелки с разным расходом газа.