Войти
Контактная контактная сварка (ERW ) - это процесс сварки, при котором соприкасающиеся металлические части прочно соединяются путем нагрева их электрическим током, плавления металла в месте соединения. Сварка сопротивлением широко используется, например, при производстве стальных труб и при сборке кузовов автомобилей. Электрический ток может подаваться на электроды, которые также прикладывают зажимное давление, или может быть индуцирован внешним магнитным полем. Процесс контактной контактной сварки можно дополнительно классифицировать по геометрии сварного шва и способу приложения давления к стыку: например, точечная сварка, шовная сварка, оплавление, выступающая сварка. Некоторыми факторами, влияющими на нагрев или температуру сварки, являются пропорции деталей, металлическое покрытие или отсутствие покрытия, материалы электродов, геометрия электродов, сила прижатия электрода, электрический ток и продолжительность сварки. Небольшие лужи расплавленного металла образуются в точке наибольшего электрического сопротивления (соединяющие или «стыковочные» поверхности), когда через металл проходит электрический ток (100–100 000 A ). В целом, методы контактной сварки эффективны и вызывают незначительное загрязнение, но их применение ограничено относительно тонкими материалами.
Точечная сварка Точечная сварка - это метод контактной сварки, используемый для соединения двух или более перекрывающихся металлических листов, шпилек, выступов, подвесов электропроводки, небольшого нагрева ребра теплообменника и некоторые трубки. Обычно источники питания и сварочное оборудование подбираются с учетом конкретной толщины и свариваемого материала. Толщина ограничивается мощностью источника сварочного тока и, следовательно, диапазоном оборудования из-за тока, необходимого для каждого применения. Предпринимаются меры по устранению загрязнений между прилегающими поверхностями. Обычно два медных электрода одновременно используются для зажима металлических листов вместе и для пропускания тока через листы. Когда ток проходит через электроды к листам, выделяется тепло из-за более высокого электрического сопротивления там, где поверхности контактируют друг с другом. Поскольку электрическое сопротивление материала вызывает накопление тепла в заготовках между медными электродами, повышение температуры вызывает повышение сопротивления и приводит к образованию ванны расплава, большую часть времени между электродами. Поскольку тепло рассеивается по заготовке менее чем за секунду (время контактной сварки обычно программируется как количество циклов переменного тока или миллисекунд), расплавленное или пластичное состояние увеличивается, чтобы соответствовать сварочным наконечникам. Когда ток прекращается, медные наконечники охлаждают точечный сварной шов, заставляя металл затвердевать под давлением. Медные электроды с водяным охлаждением быстро удаляют поверхностное тепло, ускоряя затвердевание металла, поскольку медь является отличным проводником. При контактной точечной сварке обычно используется электроэнергия в виде постоянного тока, переменного тока, среднечастотного полуволнового постоянного тока или высокочастотного полуволнового постоянного тока. текущий.
Если чрезмерное нагревание применяется или применяется слишком быстро, или если сила между основными материалами слишком мала, или покрытие слишком толстое или слишком проводящее, то расплавленная область может распространяться на внешнюю часть работы. частей, избегая удерживающей силы электродов (часто до 30 000 фунтов на квадратный дюйм). Этот выброс расплавленного металла называется выбросом, и когда это происходит, металл будет тоньше и иметь меньшую прочность, чем сварной шов без выброса. Распространенным методом проверки качества сварного шва является испытание на отслаивание. Альтернативным испытанием является испытание на растяжение с ограничением, которое намного сложнее выполнить и требует калиброванного оборудования. Поскольку оба теста являются разрушительными по своей природе (что приводит к потере товарного материала), неразрушающие методы, такие как ультразвуковая оценка, находятся в различных стадиях раннего внедрения многими производителями оригинального оборудования.
Преимущества метода включают эффективное использование энергии, ограниченную деформацию детали , высокую производительность, простую автоматизацию и отсутствие необходимых присадочных материалов.. Когда требуется высокая прочность на сдвиг, используется точечная сварка, а не более дорогостоящее механическое крепление, такое как клепка. Хотя прочность на сдвиг каждого сварного шва высока, тот факт, что сварные точки не образуют непрерывный шов, означает, что общая прочность часто значительно ниже, чем при других методах сварки, что ограничивает полезность процесса. Он широко используется в автомобильной промышленности - автомобили могут иметь несколько тысяч сварных точек. Для точечной сварки нержавеющей стали.
можно использовать специальный процесс, называемый дробеструйной сваркой. Существует три основных типа соединений контактной сварки: твердое состояние, плавление и пайка оплавлением. В твердотельном соединении, также называемом термокомпрессионным соединением, разнородные материалы с разной структурой зерен, например молибден и вольфрам соединяются за очень короткое время нагрева, высокую энергию сварки и высокое усилие. Небольшое плавление и минимальный рост зерен, но определенная связь и граница раздела зерен. Таким образом, материалы фактически связываются, находясь в твердом состоянии. Связанные материалы обычно демонстрируют отличную прочность на сдвиг и разрыв, но низкую прочность на отрыв. В связке плавлением похожие или разнородные материалы с аналогичной структурой зерен нагреваются до температуры плавления (жидкого состояния) обоих. Последующее охлаждение и комбинация материалов формируют сплав двух материалов с крупными зернами. Как правило, сварка с высокой энергией при коротком или длительном времени сварки, в зависимости от физических характеристик, используется для создания соединений плавлением. Связанные материалы обычно демонстрируют отличную прочность на растяжение, отслаивание и сдвиг. В связке припоя оплавлением резистивный нагрев низкотемпературного припоя, такого как золото или припой, используется для соединения либо разнородных материалов, либо широко варьируемых комбинаций толстых / тонких материалов. Паяльный материал должен «смачиваться» для каждой детали и иметь более низкую температуру плавления, чем две детали. Полученная связка имеет определенные границы раздела с минимальным ростом зерен. Обычно для этого процесса требуется более длительное время нагрева (от 2 до 100 мс) при низкой энергии сварки. Полученная связка демонстрирует превосходную прочность на разрыв, но низкую прочность на отслаивание и сдвиг.
Шовная сварка сопротивлением - это процесс, при котором происходит сварка стыковых поверхностей двух одинаковых металлов. Шов может представлять собой стыковое соединение или соединение внахлест, и обычно это автоматизированный процесс. Она отличается от сварки оплавлением тем, что при сварке оплавлением обычно сваривается все соединение сразу, а сварка швом формирует сварной шов постепенно, начиная с одного конца. Как и точечная сварка, шовная сварка основана на использовании двух электродов, обычно сделанных из меди, для приложения давления и тока. Электроды часто имеют форму диска и вращаются по мере прохождения материала между ними. Это позволяет электродам оставаться в постоянном контакте с материалом для выполнения длинных непрерывных сварных швов. Электроды также могут перемещать или способствовать перемещению материала.
Трансформатор подает энергию к сварному шву в виде низковольтного сильноточного переменного тока. Соединение обрабатываемой детали имеет высокое электрическое сопротивление по сравнению с остальной частью цепи и нагревается током до точки плавления. Полурасплавленные поверхности прижимаются друг к другу под действием сварочного давления, которое создает соединение плавлением, в результате чего получается однородная сварная структура. Большинство сварщиков швов используют водяное охлаждение электродов, трансформаторов и контроллеров из-за выделяемого тепла.
Шовная сварка обеспечивает чрезвычайно прочный сварной шов, потому что соединение кованое из-за приложенного тепла и давления. Правильно сваренное соединение, образованное контактной сваркой, легко может быть прочнее, чем материал, из которого оно выполнено.
Обычно сварка швом используется при производстве круглых или прямоугольных стальных труб. Шовная сварка использовалась для производства стальных банок для напитков, но больше не используется для этого, поскольку современные банки для напитков изготавливаются из бесшовного алюминия.
Существует два режима шовной сварки: прерывистый и непрерывный. При прерывистой шовной сварке колеса перемещаются в желаемое положение и останавливаются для выполнения каждого шва. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута желаемая длина сварного шва. При сварке непрерывным швом колеса продолжают вращаться по мере выполнения каждого сварного шва.
Низкочастотная контактная сварка, LF-ERW, является устаревшим методом сварки швов на нефте- и газопроводах.. Его использование было прекращено в 1970-х годах, но по состоянию на 2015 год некоторые трубопроводы, построенные с использованием этого метода, оставались в эксплуатации.
Труба, сваренная сопротивлением (ВСВ), изготавливается путем холодной штамповки стального листа в цилиндрическую форму. Затем между двумя краями стали пропускается ток для нагрева стали до точки, в которой края прижимаются друг к другу, образуя соединение без использования сварочного присадочного материала. Первоначально в этом производственном процессе для нагрева кромок использовался переменный ток низкой частоты. Этот низкочастотный процесс использовался с 1920-х до 1970 года. В 1970 году низкочастотный процесс был заменен высокочастотным процессом ERW, который обеспечил более качественный сварной шов.
Со временем было обнаружено, что сварные швы низкочастотных ВПВ-труб подвержены избирательной коррозии швов, трещинам в виде крючков и недостаточному склеиванию швов, поэтому низкочастотные ВПВ больше не используются для производства труб. Высокочастотный процесс все еще используется для производства труб для строительства новых трубопроводов.
Другие методы ВПВ включают оплавление, сопротивление выступ Сварка и сварка с осаждением.
оплавлением - это тип контактной сварки, при которой не используются присадочные металлы. Свариваемые куски металла располагаются на заданном расстоянии в зависимости от толщины материала, состава материала и желаемых свойств готового сварного шва. К металлу прикладывают ток, и зазор между двумя частями создает сопротивление и создает дугу, необходимую для расплавления металла. Как только куски металла достигают нужной температуры, они сжимаются друг с другом, сваривая их друг с другом.
Рельефная сварка - это модификация точечной сварки, при которой сварка локализуется с помощью выступов или выступов, на одну или обе соединяемые детали. Тепло концентрируется на выступах, что позволяет сваривать более тяжелые секции или уменьшать расстояние между сварными швами. Выступы также могут служить средством позиционирования заготовок. Могут быть сформированы выступы в виде круглой лунки, куполообразной формы, удлиненных гребней и т. Д. Выступы могут быть любого размера, но наиболее предпочтительный размер с соотношением диаметра к высоте составляет 3: 1. Электрод устанавливает давление на заготовки, так что достаточно лишь сделать небольшую выемку на конце выступа, прежде чем через них пройдет ток. Давление в основном поддерживается постоянным на протяжении всего процесса сварки, но его можно увеличивать по мере продолжения сварки для обеспечения ковки (выступы сжимаются, образуя самородок). Гидравлика, давление воздуха, пружины, давление, прикладываемое вручную, могут быть подходящими методами приложения давления. Рельефная сварка часто используется для приваривания шпилек, гаек и других деталей машин с резьбой к металлической пластине. Он также часто используется для соединения скрещенных проводов и стержней. Это еще один высокопроизводительный процесс, и многопроходные сварные швы могут быть выполнены путем соответствующего проектирования и отсадки. Проекционная сварка позволяет сваривать многие металлы, некоторые из них упоминаются здесь: низкоуглеродистая сталь, низколегированная сталь, высоколегированная сталь, высокоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, цинк, титановые сплавы и т. Д.
 | На Викискладе есть медиафайлы по теме . Контактная сварка. |
