Записка

Вступ

Контактне зварювання - це процес утворення з'єднання в результаті нагрівання металу проходящого через нього електричного струму і пластичної деформації зони з'єднання під дією стискального зусилля.

Родоначальник контактного зварювання - англійський фізик Вільям Томсон (лорд Кельвін), що в 1856 р. уперше застосував стикове зварювання.

В 1877 р. у США Элиху Томсон самостійно розробив стикове зварювання й впровадив її в промисловість. У тому ж 1877 р. у Росії Н.Н.Бенардос запропонував способи контактного точкового й шовного (роликового)

зварювання.

Протягом багатьох десятиліть зварювання покращували і вдосконалювали, поки, нарешті, вона міцно не увійшла в нашу промисловість. Спочатку цей процес був призначений для скріплення тонких металевих листів. Завдяки цілому ряду переваг він негайно завоював величезний успіх, особливо тому, що момент його винаходу збігся з появою перших автомобілів. У результаті цей процес швидко знайшов собі застосування в монтажі конструкції автомобільного кузова. Пізніше електричну контактну зварювання почали застосовувати виробники рухомого складу, металевої обробки і побутових приладів. Важливими привабливими моментами контактної зварювання є висока продуктивність

іневелика витрата додаткових матеріалів, а саме води, газу, флюсу й присадки, причому зварні з'єднання мають високу якість. Контактне зварювання високопродуктивне, дозволяє значно простіше механізувати й автоматизувати процеси виготовлення деталей, скоротити витрату основних

ідопоміжних матеріалів. Ці переваги особливо помітно проявляються в масовому і велико серійному виробництві. Ефективність контактного електрозварювання обумовлюється великою швидкістю зварювального процесу, що забезпечує високу продуктивність електрозварювального устаткування, і відсутністю необхідності в присадний матеріал. До

Арк.

7

недоліків електричної контактного зварювання відноситься велику вагу зварювальних апаратів і потреба їх у великих токах, що прив'язує даний вид обладнання тільки до стаціонарних умов експлуатації[1].

Основи електроконтактного зварювання

Принцип електроконтактного зварювання полягає в подачі сильного струму між двома листами металу в строго певній точці. Цей струм -

близько 6000 А для листів товщиною 1 мм - подається через мідні електроди, причому зварювані листи сильно притискаються один до одного за допомогою важільних зварювальних кліщів або ручної системи стиснення з посиленням затиску. Протягом близько Вј секунди листи нагріваються до граничної температури плавлення. Зусилля, що додається до електродів (близько 150 кг), змішує один з одним молекули металу,

виконуючи тим самим процес зварювання. Метал не повинен повністю розріджуватися, так як в цьому випадку він буде видавлений при раптовому розширенні, що призведе до утворення низько консистентного, пористого або просто полого ядра зварної точки.

Фактично контактне зварювання є просто сучасної аналогією методу,

застосовуваного колись ковалями: вони нагрівали два елементи до червоного, а потім кували їх молотом, щоб міцно з'єднати. Сьогодні електрику замінює ковальський горн, а зусилля важільних зварювальних кліщів прийшло на зміну молоту. У базовій основі принципів електричної контактного зварювання лежить тиск, помножене на тепло. Заготовки в місці з'єднання нагрівають і стискають певним зусиллям. Нагрівання здійснюють теплом, яке виділяється в заготовках і в контактах між ними при проходженні електричного струму. Для отримання якісних зварних деталей метал у місці з'єднання нагрівають до розплавлення і лише в окремих способах (наприклад, при стикового контактного зварювання опором) - до пластичного стану. Примикають до місця з'єднання зони повинні бути нагріті до температури, що забезпечують необхідну пластичну деформацію

Арк.

8

1АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ

1.1Основні види електроконтактного зварювання

Контактне зварювання — основний вид зварювання термомеханічного класу. Нагрівання металу проходить у результаті виділення тепла в зоні контакту зварюваних деталей при пропусканні через них великого зварювального струму. При проходженні струму в місці дотику деталей виникає великий електричний опір і виділяється тепло, яке нагріває метал до пластичною стану. Після цього деталі стискаються і виникає нероз'ємне з'єднання. Основними способами контактного зварювання є [2]:

Стикове;

Точкове;

Шовне.

Точкове зварювання (ТЗ) спосіб, при якому деталі зварюються не по всій поверхні з'єднання, а в окремих точках, при контакті електродів, що здавлюють метал та підводять струм. Для з'єднання деталей застосовують різні прийоми ТЗ , які в основному характеризуються способом підведення струму. Найбільшого застосування набуло зварювання двома електродами з двостороннім підведенням струму, що застосовується в більшості машин для ТЗ.

Іноді як один з електродів використовують плоску підкладку, що створює зручність для зварювання -

прихватка в процесі складання деталей в різних пристосуваннях. Для цієї мети мідні підкладки встановлюють в місці встановлення зварювальних точок. При цьому міцність деталей повинна бути такою, щоб під дією зусилля електроду вони не прогиналися (не деформувалися) в місці зварювання. Зварювання деталей, з яких одна тонкостінна і порожниста,

Арк.

10

Різноманітні прийоми ШЗ в основному відрізняються розташуванням і формою роликів щодо зварюваних деталей . Двостороннє ШЗ аналогічне точковому двосторонньому.

Замість одного з роликів може бути застосована оправка, що щільно контактує з внутрішньою деталлю. Для зварювання нерухомих деталей кільцевим швом на площині

використовується верхній ролик, який обертається навколо своєї осі і осі шва. Нижня деталь контактує з електродом у формі «чашки».

Стикове зварювання(СЗ) — спосіб, при якому деталі з'єднуються

(зварюються) по всій площині їх дотику під дією стискаючого зусилля і нагріву. При стиковому зварюванні деталі закріплюють у затискачах і пропускають струм від трансформатора, зближуючи кінці деталей. В

площині дотику деталі швидко нагріваються до зварювальної температури.

Потім струм вимикають, а деталі стискають. Цим способом зварюють рейки, труби, стрижні, свердла, ланцюги, різці тощо.

Існує два способи стикового зварювання:

зварювання опором, при якому торці деталей нагрівають до пластичного стану, а потім стискають;

зварювання оплавленням , коли поверхні торців доводять до стану плавлення, після чого їх стискають.

Розрізняють зварювання безперервним і перервним

(імпульсним)оплавленням, а також оплавленням з підігрівом. Для захисту металу від взаємодії з газами при стиковому зварюванні хімічно активних металів використовують захисні інертні гази. Проблемою стикового зварювання є необхідність видалення задирок металу, які утворюються при

Арк.

13

Рис. 1.1 - Електроди для контактного зварювання

Найбільш простими в експлуатації та виготовленні є прямі електроди,

вироблені відповідно до ГОСТ з різних сплавів.

Також бувають фігурні електроди. Вони відрізняються віссю, яка у них проходить центр робочої поверхні.

Вісь значно зміщена по відношенню до осі посадочної частини. Такі електроди більш складні в процесі виготовлення і менш зручні в експлуатації, ніж прямі.

Характеристики та види

Електроди, застосовувані в контактному зварюванні -

швидкозношуваний замінний інструмент для зварювальної машини. Для їх виготовлення використовується мідь, а також жароміцні мідні сплави

(бронзи).

Бронзи можуть бути хромоцерконієві, кадмієві, хромисті, леговані нікелем, титаном або берилієм. Також існують вольфрамові електроди,

таровані і лантарировані.

Арк.

16