Контактная шовная сварка

Область применения.

Благодаря тому, что сварочный роликовый шов обладает повышенной прочностью и герметичностью, область применения его довольно обширная. Основная сфера использования - ёмкости из листового материала, тонкостенные цельносварные трубы, герметичные отсеки и так далее.

Чаще всего подобный вид сварки используется для создания изделий из тонких листовых материалов. Толщина листов не должна превышать 3 мм. Широкое применение имеет контактная сварка в автомобильной промышленности. Так же часто производятся герметичные оболочки, обшивки и другие металлические изделия. Такой метод имеет высокую производительность. За один час можно сварить до тысячи метров материала.

Сварочное оборудование.

Агрегаты, производящие контактную сварку швов, полностью автоматизированы. Существует несколько видов сварочных аппаратов. Их различие в форме и расположении электродов. Две основных разновидности: односторонняя и двухсторонняя сварка.

Оба вида сварки могут производиться одно-роликовыми, двух-роликовыми и много-роликовыми машинами. В качестве противоположного электрода одно-роликовых конструкций используется оправа. Двух-роликовые аппараты производят швы по горизонтали и по вертикали.

Двусторонняя сварка производится с вращением в рукавах устройств. Это оборудование удобно для производства надёжного продольного соединения цилиндров разного размера и назначения. Какой длины шов можно сварить за 1 час работы, будет зависеть от величины вылета используемого агрегата. С помощью поперечного шва приваривают круговые детали к цилиндрам.

Стандартное сварочное роликовое оборудование оснащено электродами, имеющими форму роликов. Детали, которые подвергаются соединению, пропускают между ними. Электрический поток выпускается периодически. Повторы воздействия регулируются таймером. Электрические пучки соединяют две части материала в часто повторяющихся точках, образуя непрерывную линию шва. Исходя из характера выпускаемых аппаратом пучков электричества, различают три вида сварки: прерывистый, шаговый и непрерывный.

1. Непрерывная сварка.

Аппарат, производящий такого рода сварку, подаёт электрический ток на материал постоянно. Заготовки движутся в непрерывном режиме. Электрические диски оказывают на обрабатываемую поверхность постоянное давление. Отрицательные особенности работы агрегата в том, что ролики довольно быстро выходят из строя и требуют частой замены.

Поверхность свариваемых деталей сильно нагревается и создаёт определённые неудобства. Эти негативные стороны делают агрегат сплошной сварки не очень популярным. К тому же данное оборудование сваривает только материал, который имеет равномерный состав и толщину. Сварочные работы производятся только на зачищенной поверхности.

2. Прерывистая сварка.

Такой метод соединения более распространён. Аппарат, который сваривает детали прерывистым швом, имеет одинаковое давление роликов на поверхность деталей и равномерно, без рывков передвигает материал. При этом ток подаётся импульсно. Несмотря на то, что непосредственно на материал электрическое воздействие производится с промежутками, шов совершенно герметичен. В пропущенных местах наблюдается появление литой единичной зоны. Необходимо точно подобрать скорость электродных дисков и частоту импульсного воздействия.

3. Шаговая сварка.

Агрегаты, производящие сварку по шаговой технологии, останавливают ролики и в это время подают ток. Ролики давят на поверхность безостановочно. Материал передвигается с перерывами. Благодаря этому перегрев деталей незначительный. К отрицательным характеристикам данного оборудования можно отнести сложную конструкцию самого аппарата, высокую стоимость и небольшую производительность.

Технологические процессы.

Технологические рекомендации предлагают применять шовную контактную сварку к нержавеющей и низкоуглеродистой стали небольшой толщины типа Х18Н9.

Соединение двух частей из низкоуглеродистой стали имеющим толщину 1 мм производят посредством роликов с напуском 6 мм. Давление на материал должно быть 4 кН, длина импульсов от 0,04 до 0,06 с, подающийся ток - 8-15 кА. Сварные работы будут производиться со скоростью 2 м/мин. Если соединяются два листа по 2 мм, то технические характеристики изменятся. Если используется нержавейка, то все приведённые данные уменьшаются на 40%.

При соединении двух алюминиевых деталей встык, используется ток до 40 кА. Сварка производится в небольшом скоростном режиме (1 м/мин). Насколько долго и качественно будет происходить эксплуатация сварочного аппарата, зависит от того, сколько прослужат электроды. Это зависит от многих аспектов.

Характеристики электродов.

Сварочные агрегаты имеют различные по форме электроды, конструкция напрямую зависит от того, какие именно изделия будут подвержены сварке. ГОСТ № 14111 предусматривает основные типы этих деталей и их аналоги.

Так, например, соединение деталей из цветного металла осуществляют с помощью сплошных электродов, которые обладают сферической формой, либо их аналоги. Корпус таких электродов состоит из сплава, имеющего высокую проводимость. Съёмная часть электродной детали изготавливается из материалов, имеющих высокий показатель прочности. Эти ролики применяют при производстве сварочных операций в многоэлектродных агрегатах. В качестве аналогов выступают диски из особенных электродных сплавов.

Электроды роликовой сварки изготавливаются из меди М1, бронзы (хромистой, бериллиевой, кадмиевой), а так же из других сплавов. При сварке различных материалов применяют разного вида ролики. Если соединяются детали из лёгких металлов, то используют ролики, имеющие округлую форму. Для рельефной сварки могут использоваться как сферические, так и плоские электроды.

Губки для сварки встык выбирают, исходя из обрабатываемых деталей. Когда свариваются цилиндровые, округлые детали (стержни, прутки), то применяют призматическую губку. При сварке деталей, имеющих плоскую поверхность (листы, бруски) - плоскую губку.

Тонкостенные трубы изготавливают с применением губки, имеющей цилиндрические проточки. При сваривании профильных материалов используют губку, имеющую фигурные выемки.

Для соединения деталей из нержавейки шовным контактным способом пригодны листы, имеющие толщину не более 1,5 мм. Такую сталь скрепляют только с помощью прерывистой сварки. Края листов должны находить друг на друга. Воздействие осуществляется в импульсном режиме, в результате чего получается точечный шов.

Прерывистая сварка производится двумя способами.

1. Ролики движутся с остановками, во время которых происходит воздействие тока на материал.
2. Ролики передвигаются без остановок, не меняя скорости вращения, ток воздействует импульсно.

В первом случае отмечается действие сложной технологии, поэтому такой способ используют редко.

Второй способ, при котором ролики находятся в постоянном движении, а ток подаётся с остановками, может давать хорошие результаты при соблюдении некоторых условий. Скорость движения должна быть довольно большой, при этом периодичный выброс переменного тока осуществляется естественным образом при нормативной частоте. При каждом полупериоде тока происходит скрепление только в одной точке. При положенной частоте переменного тока 50 периодов в секунду, производится скрепление 100 точек за секунду. Промежуток от точки до точки 2-3 мм считается нормативным. В данном случае скорость производства контактной сварки доходит до 18 метров в минуту.