Российской Федерации «мати» (стр. 3 из 13)

Различают так называемые мягкие и жесткие режимы точечной сварки. Режим сварки определяется в основном свойствами свариваемого металла, типом сварочного оборудования, а иногда и конструкцией (формой) свариваемых деталей. Под режимом сварки следует понимать совокупность параметров процесса, устанавливаемых соответствующими органами управления сварочной машины, а также форму и размеры используемых электродов (роликов, губок), обеспечивающих получение сварных соединений требуемых размеров и качества.

Основные параметры режимов контактной сварки: сила тока I_св, длительность его протекания t_св и усилие сжатия (осадки F_ос) деталей. Сила тока измеряется в амперах (А) или кило-амперах (кА), длительность в секундах (с) и усилие в деканьютонах (даН).За основные параметры режима принимают плотность тока (А/мм²) и давление (МПа) — усилие сжатия, отнесенное к сечению свариваемых заготовок.

Режимы разделяют на жесткие и мягкие. Жесткие режимы сварки характеризуются малой длительностью t_св протекания тока I_св, а следовательно, и кратковременным нагревом свариваемого метала: мягкие режимы - сравнительно большой длительностью t_св. Жесткость режима зависит также от толщины и температуропроводности (и теплопроводности) свариваемого металла. При одинаковой t_св более жестким будет режим для сварки металла большей толщины или металла с меньшей температуропроводностью. Например, при одной и той же t_св режим сварки низкоуглеродистой стали будет более жестким, чем режим для алюминиевого сплава. При мягких режимах пользуются умеренными силами тока, плотность тока на рабочей поверхности электрода обычно не превышает 100 а/мм². Для жестких режимов плотности тока доходят при сварке стали до 120-300 а/мм2.

Мягкие режимы характеризуются большей продолжительностью времени сварки, более плавным нагревом, уменьшенной мощностью сварки. К преимуществам мягких режимов относятся уменьшение мощности, потребляемой из сети, уменьшение нагрузки сети, понижение мощности и стоимости необходимых контактных машин, уменьшение закалки зоны сварки. Жесткие режимы требуют машин повышенной мощности, увеличивают максимальную загрузку сети. К преимуществам жестких режимов сварки относятся уменьшение времени сварки, повышение производительности. Давление электродов обычно принимают в пределах 3-8 кГ/мм².

Неправильно установленный режим сварки или нарушение технологических требований может привести к разнообразным дефектам точечной сварки. Наиболее опасным дефектом является непровар, характеризующийся отсутствием литого ядра точки или малыми его размерами. Опасность непровара увеличивается тем, что он не всегда надежно обнаруживается внешним осмотром изделий при приемке. Могут встречаться также такие дефекты, как подплавление поверхности и прожог металла, глубокие вмятины на поверхности металла, раковины и пористость литого ядра.

Точечной сваркой соединяются главным образом детали из низкоуглеродистой стали, обладающей отличной свариваемостью. Легированные стали, склонные к закалке, а также стали с повышенным содержанием углерода следует сваривать на мягких режимах. При сварке на жестких режимах ядро точки и окружающая зона влияния сильно закаливаются и обнаруживают повышенную склонность к образованию трещин. Стали повышенной прочности требуют увеличения рабочего давления при сварке. При контактной сварке выделяется много металлической пыли, загрязняющей воздух. Пыль, образующаяся при сварке, может быть причиной заболевания пневмокониозом. А также при сварочных работах воздушная среда производственных помещений загрязняется сварочным аэрозолем и окислами газов (углерода, азота), озоном и др.

После сварки иногда необходима термообработка изделия для снятия внутренних напряжений, создаваемых процессом сварки, или для улучшения структуры металла, главным образом для уничтожения особенно опасной структуры мартенсита. Обычно термообработка сводится к высокому отпуску. Часто последующая термообработка повторным пропусканием тока возможна непосредственно в точечной машине тотчас после окончания сварки точки.

Специальные виды точечной сварки.

Для увеличения производительности применяется многоточечная сварка, при которой за один цикл работы машины сваривается несколько точек. Электроды прижимаются к изделию, лежащему на токопроводящей медной подкладке. Ток идет по цепи электрод - изделие - медная подкладка - изделие - второй электрод. Свариваются одновременно две точки. Такой способ называется односторонней двухточечной сваркой. Многоточечные машины обычно имеют гидравлический привод и работают по принципу односторонней двухточечной сварки.

Маслораспределитель распределяет масло, находящееся под высоким давлением, по цилиндрам отдельных электродов и прижимает к изделию по два соответственных электрода, подавая ток на них; затем ток выключается, электроды отодвигаются, масло подается в следующую пару цилиндров и т. д., пока не будет закончена сварка всего узла. Подобные машины могут иметь до 100 и более электродов.

В некоторых многоточечных машинах все электроды сразу прижимаются к изделию, что обеспечивает меньшее коробление и большую точность изделия. Ток распределяется между прижатыми электродами специальным токораспределителем, имеющим довольно сложное устройство и включающим электроды попарно, осуществляя процесс односторонней двухточечной сварки. Оба типа машин применимы лишь в массовом производстве, причем для каждой детали требуется изготовление достаточно сложного приспособления с соответствующим размещением электродов и гидравлических цилиндров. При контактной сварке во время установки деталей на электроды сварочной машины рука сварщика может попасть между электродом и деталью или между сварочными роликами.

Несколько проще одновременная сварка нескольких точек осуществляется способом рельефной сварки, или сварки выступами, являющейся разновидностью точечной контактной сварки. В этом случае на одной из свариваемых деталей или на обеих предварительно выштамповывают выступы (рельефы) в местах, подлежащих сварке (рис.6). Подготовленные детали закладывают в специальную сварочную машину, носящую название "сварочный пресс". Сварка выступами может осуществляться также на мощных точечных машинах с прямолинейным ходом электрода, причем нормальный точечный электрод заменяется специальным электродом для рельефной сварки, имеющим форму массивной плиты. Одновременно с включением тока верхний электрод сжимает детали и спрессовывает их до полного уничтожения выступов. Таким образом, за один ход машины производится столько сварных точек, сколько было выштамповано выступов; число их может доходить до нескольких десятков на одной детали. Для получения качественной сварки требуется точная штамповка и плотное прилегание собранных деталей по всем выступам.

Рис.6. Рельефная сварка: 1-детали, 2-электроды, 3- источник электрической энергии (например, сварочный трансформатор), 4-ядро, 7-выступ(рельеф).

Метод рельефной сварки может обеспечить высокую производительность. Электроды находятся в хороших условиях работы и имеют большой срок службы, поскольку их контактная поверхность очень велика, а давление и ток концентрируются в выступах свариваемых деталей.

Недостатком рельефной сварки является значительная электрическая мощность, необходимая для сварочных прессов. Величина этой мощности для сварки одного выступа 15-30 та. Давление на один выступ обычно составляет 200-600 кГ. А также во время зачистки или заточки электродов точечных машин есть возможность случайного нажатия пусковой кнопки или педали, в результате чего может произойти случайное защемление руки наладчика.

Оборудование для контактной сварки.

Машины для контактной сварки бывают стационарными, передвижными и подвесными (сварочные клещи). 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.

Для осуществления процесса точечной сварки применяют специальные машины контактной сварки (рис. 5), которые в процессе работы выполняют две основные функции - сжатие и нагрев соединяемых деталей. Величина сварочного тока во вторичной цепи контактных машин достигает десятков тысяч ампер. Вследствие этого контактные машины создают электромагнитные поля мощностью от 70 до 1500 А/м. Опасность воздействия электромагнитных полей усугубляется тем, что они не обнаруживаются органами чувств. Электромагнитные волны рассеиваются на расстояние 1,5— 3,5 м от контактной сварочной машины. В многоточечных сварочных машинах, предназначенных для изготовления специальных сварных конструкций (элементы кузовов автомобилей, вагонов, различных панелей) одновременно сваривается несколько точек (или несколько десятков точек). В конструкции любой машины условно можно выделить механическое и электрическое устройства.

Рис. 7. Общий вид машины точечной сварки (а) и её основные узлы (б)