Технология стыковой сварки
Сравнительно новая, очень эффективная и производительная. Эта технология не может похвастать универсальностью из-за ограничения габаритов свариваемых изделий. Но она имеет длинный список технологических и экономических преимуществ, что избавляет ее от конкуренции в своей производственной нише. Контактная стыковая сварка является разновидностью контактной и отличается тем, что соединение деталей происходит по всей площади касания.
Есть отрасль, в которой стыковая сварка может считаться незаменимой, потому что выполняет огромный объем работ, зачастую в автоматическом режиме. При этом экономится энергия, материалы и труд сварщиков. Все это, помноженное на объемы, дает огромный экономический эффект. Речь идет о строительстве зданий и сооружений, где этим методом сваривают арматуру.
В инструментальном производстве эта технология позволяет экономить большое количество дорогих высоколегированных, сверхтвердых сплавов. Благодаря этому методу из дорогих сплавов теперь делают только саму режущую часть инструмента, которую приваривают к державкам из низколегированных и углеродистых сталей.
Огромные объемы изделий используют эту технологию при соединении звеньев цепей, где этому методу просто нет альтернативы. Не обходится без неё и на целом ряде других производств, к которым относятся:
- строительство железных дорог (соединение рельсов);
- машиностроение (создание изделий сложных форм путем объединения простых);
- изготовление колец, ободьев, обручей (характерно для многих отраслей);
- металлопрокат (сварка стыковых соединений полосовой стали в непрерывные рулоны);
- химическая и нефтеперегонная промышленность (получение непрерывной трубы).
Особое значение приобретает стыковая сварка в производстве автомобилей. В этой отрасли сочетание её со штамповкой позволяет повысить производительность труда и сократить отходы листового металла.
Методы стыковой сварки
Существует два основных метода стыковой сварки: оплавлением и сопротивлением. Соединение деталей оплавлением, в свою очередь, делится на метод непрерывного оплавления и метод сварки с подогревом.
Сварка оплавлением
Независимо от разновидностей метода, этот вид соединения деталей обеспечивается очень сложным физическим процессом. Для неспециалистов достаточно понимать, что процесс протекает постоянно, но делится на определенные фазы. Лучшие экономические показатели дает предварительный нагрев деталей. Для этого применяется нагрев токами высокой частоты.
После подачи напряжения на свариваемые детали, начинается их сближение до точечного касания. В этом месте образуется контакт, который мгновенно разогревается, плавится и закипает с выбросом расплавленных брызг металла. Продолжающееся сближение деталей создает новый контакт, и процесс повторяется неоднократно. Выделяющееся тепло разогревает место соединения до температуры, равной 0,9 температуры плавления. В этот момент детали сближаются до полного контакта по всей площади сваривания и соединяются.
Сварка сопротивлением
В этом методе установленные и зажатые в сварочной машине детали сжимаются еще до подачи напряжения и начала разогрева. Сила сжатия деталей на несколько порядков превышает силу сжатия в предыдущем методе. Зависящее от сжатия, переходное сопротивление подбирается таким образом, чтобы обеспечить быстрый разогрев места соединения деталей.
Преодолевая переходное сопротивление, сварочный ток вызывает нагрев и пластическую деформацию зоны контакта, чем и обеспечивает соединение деталей. Этот метод значительно проще предыдущего, но, в связи с неплотным прилеганием деталей, имеет худшие эксплуатационные характеристики.
Технология стыковой сварки металлов
Эта технология позволяет соединять между собой жаропрочные, легированные и низкоуглеродистые стали. К этому списку можно добавить медную и алюминиевую проволоку, а также различные комбинации разнородных металлов. Здесь важно не ошибиться с формой разделки кромок и выбором установочной длины деталей при подготовке к свариванию.
Невозможно в двух абзацах рассказать обо всех нюансах технологии, но некоторые представления необходимо иметь:
- параметры процесса зависят от свариваемых материалов;
- плотность тока зависит от удельного сопротивления материала и доходит до сотен ампер на квадратный миллиметр;
- время находится в прямо пропорциональной зависимости от площади поперечного сечения деталей и, обычно, составляет доли секунды;
- давление, необходимое для сжатия деталей, полностью определяется их материалом и площадью поперечного сечения.
Для придания соединению высоких механических свойств, его подвергают термообработке. Простейшим способом служит нагрев и отпуск. Очень часто появляется необходимость в снятии грата, что осуществляется различными вспомогательными операциями.
Устройства для осуществления процесса
Поскольку стыковая сварка является разновидностью контактной, то и оборудование для нее очень похоже на устройства для контактной сварки. Оборудование должно обеспечить прохождение огромных токов в тысячи ампер с напряжением в единицы вольт. Поэтому, основную часть устройства составляет мощный понижающий трансформатор.
Благотворное действие на электрическую сеть и повышение эффективности устройства оказывает конденсаторная батарея, которая снижает провалы сетевого напряжения и позволяет обеспечивать крутой фронт нарастания амплитуды напряжения в рабочей зоне. Функционал машины обеспечивается контрольно-измерительными и сигнальными приборами и устройствами.
В отличие от ручной дуговой сварки, где все работы можно сделать при помощи одного трансформатора, в нашем случае под каждый вид работ делается специальная (и не одна) машина. Такое количество разновидностей легко объясняется необходимостью сваривания различных по форме и габаритам деталей.
