краткие теоретические сведения
Контактная сварка может быть выполнена по различным схемам. При стыковой сварке (рис.2) (детали соединяются между собой встык) свариваемые детали зажимаются в тиски машины с определенным вылетом L.
Рисунок 2 - Схема контактной стыковой сварки: 1 – свариваемые детали
Электрические сопротивления R0 обеих деталей равны между собой, так как только при этом условии их нагрев будет одинаковым. Необходимо, чтобы электрическое сопротивление контакта Rк было больше 2R0.
При стыковой сварке через свариваемые детали пропускается электрический ток, и за счет контактного сопротивления в месте стыка достигает сварочного жара, детали сжимаются, и осуществляется сварка. По окончании процесса сварки электрический ток выключается и давление (сжатие) снимается. Такой тип сварки называется стыковой сваркой сопротивлением. Сварка производится при плотности тока 50-100 а/мм2, удельной мощности 10-15 ква/см2 и температуре 1000-1200 °С. Схема сварки осуществляется по этапам: контакт – ток – давление без тока.
Стыковая сварка может производиться оплавлением. При этом способе нагрев деталей осуществляется в несколько приемов. Вначале производится предварительный подогрев – детали сжимаются, и через них пропускается электрический ток; в результате место стыка разогревается до температуры 600-800°С. После предварительного нагрева наступает этап оплавления. При этом давление деталей снижается, вследствие чего увеличивается сопротивление контакта. Уменьшение давления приводит к уменьшению площади соприкосновения свариваемых торцов деталей. Электрический ток нагревает детали до температуры, при которой наступает плавление металла. Наконец, последний этап, когда небольшим усилием осадки детали окончательно свариваются. Технологическая схема стыковой сварки оплавлением производится по этапам: прерывистый контакт–давление (осадка).
Машины стыковой сварки могут использоваться как для сварки сопротивлением, так и для сварки оплавлением. На рис. 3 приводится схема машины стыковой сварки.
Рисунок 3 - Схема машины стыковой сварки: 1 – станина; 2 – направляющие; 3 – неподвижная плита; 4 – упоры; 5 – зажимное устройство; 6 – подвижная плита; 7 – подающее устройство; 8 – трансформатор; 9 – гибкий токопровод.
При точечной сварке детали соединяются между собой внахлестку (рис.4).
Рисунок 4 - Схема точечной сварки: 1 – трансформатор; 2 и 6 – контакты; 3 – верхнее плечо; 4 и 5 – свариваемые листы; 8 – точка сварки.
Ток от сварочного трансформатора поступает к свариваемым деталям (чаще всего листам), встречая на своем пути так называемое переходное сопротивление, разогревает в месте контакта деталь и, нажимая на контакт, производит сварку. Давление в месте сварки осуществляется специальным устройством от педали или с помощью приводного механизма. Точечная сварка производится по схеме: контакт – ток – давление. На рис. 5 приводится схема машины точечной сварки.
Рисунок 5 - Схема машины точечной сварки: 1 – верхнее плечо; 2, 3, 4 и 6 – рычажный механизм; 5 – сварочный трансформатор; 7 – нижнее плечо; 8 – электрододержатель.
На качество точечной сварки влияет чистота поверхности свариваемых деталей (листов). Диаметр электрода зависит от толщины свариваемых листов и качества материала. При сварке листов различной толщины устанавливают электроды различных размеров: для большей толщины листа – меньший диаметр электрода, а для более тонкого листа – больший. Плотность тока под электродами для различных материалов разная, но в среднем для стали может быть принята равной 80-90 а/мм2. Напряжение на электродах зависит от толщины свариваемого металла и принимается от 1 до 4 в.
Роликовая сварка (рис.6) представляет собой процесс соединения металлических деталей непрерывным или прерывистым швом за счет пропускания через свариваемые детали электрического тока, подводимого посредством вращающихся роликов.
Рисунок 6 - Схема роликовой сварки: 1 – ролики; 2 – свариваемые листы;
3 – трансформатор.
Один из роликов (нижний) вращается за счет трения, а другой является приводным. Роликовая сварка аналогична точечной и применяется в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичность шва.
Технологическая схема роликовой сварки представляется в виде: давление – ток – нет тока – ток. Эта схема осуществляется с участием прерывателя электрического тока при непрерывном давлении и прокатывании роликов. Возможна и другая схема роликовой сварки, при которой ролики периодически останавливаются, и в этот момент включается ток. Для длинных швов применяется схема роликовой сварки, когда ролики непрерывно вращаются при постоянном действии тока.
На качество сварки оказывает влияние чистота поверхности свариваемых деталей, величина перекрытия точек, удельная мощность и давление.
Методические указания
При ознакомлении с устройством сварочного аппарата контактной сварки необходимо выяснить назначение отдельных его частей, снять кинематическую и электрическую схемы аппарата, записать технические (паспортные) денные. Провести измерения сопротивлений первичной и вторичной обмоток трансформатора. Ознакомиться с каталожными данными и данными завода-изготовителя сварочного аппарата.
Электрическая схема сварочной установки контактной сварки для проведения опыта представлена на рис. 1. Необходимо подобрать электроизмерительные приборы, соединить их по указанной схеме и дать проверить схему руководителю занятия. После получения разрешения включить сварочный аппарат в работу на холостом ходу. Произвести замеры показаний амперметра, вольтметра, ваттметра и записать показания в таблицу 1.
Таблица 1 - Данные опытов
| № п.п. | Характеристика свариваемых деталей | I, а | U, в | P, вт | Примечания |
Опыт по исследованию работы сварочной установки контактной сварки для получения данных энергетических показателей проводится:
1) при сварке проволок одного диаметра на различных ступенях регулировки вторичного напряжения;
2) тот же опыт, но с проволокой большего размера, также при различных значениях вторичного напряжения;
3) при сварке листов стали при различных значениях вторичного напряжения.
Данные наблюдения заносятся в таблицу 1.
Необходимо привести краткое описание конструкции сварочного аппарата и его кинематической схемы. Указать назначение отдельных его частей. Привести электрическую схему. Заполнить таблицу и сделать выводы по работе.