Контактная сварка

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Контактная сварка

Контактной называется сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части. Количество выделяющейся теплоты (Дж) может быть определено по формуле Q = 0,24IRt, где I -- ток (A); R -- сопротивление участка цепи в месте контакта деталей (Ом); t -- продолжительность действия тока, секунды.

Из формулы видно, что количество теплоты зависит от тока в сварочной цепи. Поэтому для быстрого нагрева свариваемых кромок применяют большие токи, достигающие нескольких десятков тысяч ампер. Так как электрическое сопротивление прохождению тока в месте контакта свариваемых деталей велико, то на этом малом участке выделяется большое количество теплоты, которое вызывает быстрый нагрев металла. С повышением температуры металла в зоне контакта его сопротивление возрастает, следовательно, еще более возрастает количество выделяющейся теплоты и ускоряется процесс нагрева металла. Таким образом, применение больших сварочных токов позволяет осуществить быстрый нагрев металла и выполнить сварку за десятые и даже сотые доли секунды. Режим контактной сварки характеризуется совместным действием основных параметров -- тока и времени его протекания, силы сжатия и времени ее действия.

По основным параметрам контактной сварки -- тока и времени его действия -- различают два режима процесса сварки -- жесткий и мягкий. Жесткий режим характеризуется применением больших токов и малым временем процесса сварки. Такой режим применяется для сталей, чувствительных к нагреву и склонных к образованию закалочных структур, а также при сварке легкоплавких цветных металлов и их сплавов. Мягкий режим характеризуется большей продолжительностью процесса и постепенным нагревом свариваемого металла. Таким режимом пользуются при сварке углеродистых сталей, обладающих низкой чувствительностью к тепловому воздействию.

Машины контактной сварки состоят из двух основных частей -- электрической и механической. Электрическая часть машин состоит из трансформатора, переключателя ступеней (или регулятора тока), регулятора времени, прерывателя тока и токоподводящих проводов и устройств. Трансформатор -- однофазный с секционированной первичной обмоткой, позволяющей с помощью переключателя ступеней изменять значение напряжения во вторичной обмотке. При первичном (220 или 380 В) и вторичном (1--21 В) напряжениях сварочный ток достигает нескольких десятков килоампер. Вторичная обмотка трансформатора у машин малой мощности состоит из отдельных гибких медных полос, охлаждаемых воздухом, у машин средней и большей мощности -- из пустотелых медных витков, охлаждаемых проточной водой.

График изменения сварочного тока и усилия сжатия, совмещенные во времени, называют циклограммой. Для управления циклом работы машины применяют устройство, называемое регулятором времени. На практике применяют четырехпозиционный регулятор времени типа РВЭ-7, имеющий четыре последовательные выдержки времени для каждого элемента цикла сварки: сжатие, сварка, проковка и пауза. Регулятор имеет металлический корпус с выведенными наружу регулировочными ручками. Длительность времени всех элементов плавно регулируется: три диапазона в пределах 0,03--1,35 секунды и один для периода сварки в пределах от 0,03--6,75 секунды.

Включение и выключение машин контактной сварки производится со стороны первичной обмотки сварочного трансформатора. В процессе сварки необходимо включать и выключать большой ток десятки раз в секунду. Для этой цели машины оборудованы прерывателями. Машины небольшой мощности и неавтоматического действия имеют простые механические или электромагнитные контакторы.

При больших мощностях такие контакторы имели бы большие габариты и низкую производительность. Они конструктивно не смогли бы обеспечить точное дозирование и стабильность подачи энергии. Поэтому в машинах средней и большой мощности устанавливают игнитронные и тиристорные прерыватели, выполняющие синхронное включение и выключение тока с определенной продолжительностью его импульсов.

Механическая часть состоит из станины, механизмов и узлов, обеспечивающих точную фиксацию и необходимое давление для сжатия свариваемых деталей.

Контактная сварка является высокопроизводительным процессом и легко поддается механизации и автоматизации. Это способствует широкому применению контактной сварки в строительстве и промышленности, например, для сварки стыковых и крестообразных соединений арматуры железобетонных конструкций, элементов листовых конструкций из углеродистой стали или алюминиевых сплавов, для соединения элементов стальных конструкций, для сварки труб, а также при электромонтажных работах для сварки медных и алюминиевых проводов.

Основными видами контактной сварки являются стыковая, точечная и шовная.

Циклограмма процесса сварки представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 циклограмма контактной сварки

контактный сварка ток циклограмма

Согласно площади поперечного сечения свариваемых заготовок принимаем машину контактной стыковой сварки АSO 015.

Определим сварочный ток и усилие осадки

Сварочный ток, I

I = j · F_заг. = 0,33 · 186,43 = 62

где j - плотность тока, А/мм²;

F_заг - площадь контактной поверхности, мм²

Усилие при осадке, Р;

Р = р ·F_заг = 8 · 186,43 = 1491 мН/м²

где р - сила сварочного тока, мН/м²

Рисунок 1 Эскиз свариваемой трубы

Размещено на Allbest.ru