Параметры режима контактной сварки

Понятие об оптимальных параметрах режима контактной сварки

Наибольшую сложность при разработке технологии сварки представляет выбор конкретных конструкторско-технологических признаков способа сварки данных деталей, так как на чертеже детали указывается только вид (Кт, Кш, Кс), а оптимальность технологии зависит от грамотного выбора способа сварки. Для облегчения такого выбора удобно руководствоваться классификацией, представленной в табл.5.

Классификация конструкторско-технологических признаков КС

Группа признаков КС	Подгруппа признаков
1. Род сварочного тока	Постоянный, переменный
2. Форма импульса тока	Неизменная, модулированная, программированная
3. Место подвода тока	Одностороннее, двухстороннее, смешанное
4. Количество импульсов тока	Один, несколько, много
5. Количество одновременно свариваемых точек	Одна, две, много
6. Характер нагрева металла	До пластичности, до расплавления, смешанное
7. Характер сжатия	Постоянный, с проковкой, программный
8. Степень деформации	Нормативная, бесследная
9. Подготовка поверхности	Без подготовки, с подготовкой, рельефная
10. Жесткость режима	Жесткий, средний, мягкий

С позиций приведенной классификации способ контактной сварки, как обоснованный технологический процесс, представляет собой сочетание вида КС и всех конструкторско-технологический признаков. Поиск и выбор оптимального способа КС данных деталей начинается с анализа и критики базового способа, т.е. способа, наиболее широко применяемого в производстве для сварки данных деталей на момент анализа. Затем каждая подгруппа признаков проверяется на техническую осуществимость. Из всех возможных способов выбирается тот, который при условии обеспечения качества сварки обладает наиболее высоким положительным эффектом, по сравнению с базовым. Например, для крепления ушка к корпусу алюминиевого ведра с толщиной стенки в 1 мм предназначенного для бытовых целей, учитывая сложности сварки алюминиевых сплавов, вместо клепки был выбран следующий способ: соединение производится контактной точечно-рельефной сваркой на постоянном токе, с модулированием его переднего и заднего фронта, одним импульсом, без предварительной подготовки поверхности, с двухсторонним подводом тока, при постоянном сжатии, одновременной сварке трёх точек-рельефов, на жёстком режиме, с введением ультразвуковой энергии под электроды для зачистки сжатых ими деталей непосредственно перед импульсом сварки.

Шунтирование при контактной сварке.

Шунтирование при КC зависит не только от I₂, d_т и шага - t, но и от места подвода тока Так, при двухстороннем подводе тока к деталям и. При одностороннем подводе тока и постановке одновременно двух точек на детали равной толщины ток шунтирования возрастает в два раза, по сравнению с двухсторонним подводом тока . В этом случае ток шунтирования через верхний лист значительно снижается, если сварка ведется на токоведущей опоре или, на так называемых, контрэлектродах. Этот способ широко используют для сварки деталей из низкоуглеродистых сталей толщиной до 1,3мм. При сварке деталей большей толщины применяют пистолетную схему, при которой при двухстороннем токоподводе сваривается одна точка. По такой схеме полностью предотвращаются токи шунтирования через верхний лист. Токи шунтирования существенно изменяются в зависимости от сочетания деталей разной толщины и их расположения относительно сварочного трансформатора. Если тонкая деталь находится со стороны трансформатора, токи шунтирования снижаются, и наоборот.

Оборудование для контактной точечной сварки.

Точечная сварка.

При точечной сварке детали сначала сжимаются между электродами, которые токоподводами соединены со вторичной обмоткой сварочного трансформатора. Затем включается питание первичной обмотки сварочного трансформатора, вызывающее во вторичной обмотке, токоподводах, электродах и свариваемых деталях сварочный ток.
При этом в зоне контакта деталей по оси электродов начинается расплавление металла, выплеск которого предотвращается прилегающим к нему уплотняющим пояском пластически деформированного металла. Когда расплавленный металл достигает соответствующего объема, сварочный трансформатор выключается, тепловыделение в деталях прекращается и расплавленный металл кристаллизуется. Через определенное время снимается усилие на электродах и электроды разводятся.
Зона расплавления металла называется ядром сварного соединения, высота и диаметр которого определяются по макрошлифу, выполненному по разрезу сварного соединения в плоскости оси электродов. Часто такое сварное соединение называют точкой. Прочность точечного сварного соединения определяется размерами ядра и его структурой, которые зависят от режима сварки. Контактная сварка осуществляется на контактных сварочных машинах, которые бывают стационарными, передвижными и подвесными, универсальными и специализированными. По роду тока в сварочном контуре могут быть машины переменного или постоянного тока от импульса тока, выпрямленного в первичной цепи сварочного трансформатора или от разряда конденсатора. По способу сварки различают машины для точечной, рельефной, шовной и стыковой сварки^[3]. Сварочный трансформатор машины понижает напряжение сети до 1—15 вольт. Для сжатия деталей и подвода тока силой 1—200 кА служат электроды из сплавов меди. Мощность машин 0,5—500 кВА. Усилие сжатия 0,01—100 кН (1—10000 кгс) создаётся пневмогидроприводом или рычажно-пружинным механизмом. Ток длительностью от 0,01 до 10 секунд включается контакторами с электронным управлением^[4].

Любая машина для контактной сварки состоит из электрической и механической частей, пневмо- или гидросистемы и системы водяного охлаждения. Электрическая часть в свою очередь состоит из сварочного трансформатора, прерывателя первичной цепи сварочного трансформатора и регулятора цикла сварки, обеспечивающего заданную последовательность операций цикла и регулировку параметров режима сварки. Механическая часть состоит из привода сжатия (точечные машины), привода сжатия и привода вращения роликов (шовные машины) или из приводов зажатия и осадки деталей (стыковые машины). Пневмогидравлическая система состоит из аппаратуры подготовки (фильтры, лубрикаторы, которые смазывают движущиеся части), регулирования (редукторы, манометры, дросселирующие клапаны) и подвода воздуха к приводу сжатия (электропневматические клапаны, запорные вентили, краны, штуцера). Система водяного охлаждения включает в себя штуцера разводящей и приемной гребенок, охлаждаемые водой полости в трансформаторе и вторичном контуре, разводящие шланги, запорные вентили и гидравлические реле, отключающие машину, если вода отсутствует или ее мало. Точечные и шовные машины включаются с помощью ножной педали с контактами, стыковые - с помощью комплекта кнопок. С органов управления поступают команды на сжатие электродов или зажатие деталей, на включение и отключение сварочного тока, на вращение роликов, на включение регулятора цикла сварки.