Контактна стикова зварка: обладнання, методи і технологія процесу

Створення будь-якої металевої конструкції завжди має на увазі надійне і міцне з’єднання окремих вузлів і деталей в єдиний механічний агрегат.Звичайно, металевий виріб може виготовлятися як монолітна, цілісна деталь, наприклад за допомогою лиття. Однак найчастіше доводиться створювати нероз’ємне з’єднання способом міжатомних зв’язків металу, що супроводжуються високим нагріванням місця стикування деталей.Простіше сказати - контактного стикового зварюванням.

Устаткування, методи і технологія процесу цікавлять багатьох початківців зварників. Такий вид з’єднання широко застосовується в авіакосмічній та автомобільній галузі промислового виробництва, так як дозволяє створювати міцний і надійний зварювальний шов.

Особливості стикового зварювання

Зварювання різних матеріалів стикових способом є однією з різновидів міцного з’єднання під впливом зусилля стиснення і електричного струму.Тобто з’єднуються при контактному стиковому зварюванні деталі одночасно притискають один до одного і розігрівають електричною дугою.

Якщо здійснюється нагрів місця стикуються деталей до пластичного стану (без розплавлення), то такий вид з’єднання називається зварюванням опором. При нагріванні заготовок до оплавлення кромки стику зварювальних з’єднань говорять про використання методу оплавлення. Кожен з цих способів застосовується в певних ситуаціях, які оцінює зварювальник, в залежності від вимог до якості і надійності з’єднувального шва, а також обладнання, що застосовується.

Наявність дефектів зварних швів набагато погіршує якість виконуваних робіт. Тому, щоб усунути цю неприємність, необхідно попередньо проводити хорошу очистку контактуючих поверхонь від оксидів, нерівностей і забруднень.

Також слід пам’ятати, що при збільшенні розміру поверхні з’єднання міцність і якість зварного шва значно погіршуються. Пов’язано це з тим, що велика площа погано прогрівається і сприяє швидкому утворенню оксидів, які негативно впливають на якість зварювального з’єднання.

Переваги стикового з'єднання

Будь-який вид зварювальних робіт має свої технологічні переваги і недоліки. Сварка встик, за відгуками багатьох фахівців-зварників, має цілу низку позитивних якостей, які істотно виділяють її в порівнянні з іншими технологіями.

До переваг контактного стикового зварювання відносяться наступні:

  • при використанні цього способу оплавлення немає необхідності в попередньому нагріванні місця з'єднання і підготовці кромок з'єднуваних деталей;
  • при дотриманні зварювальної технології легко отримати міцне і надійне з'єднання, яке здатне прослужити кілька десятків років без аварійних ситуацій;
  • зберігається високий рівень хімічної однорідності матеріалу після зварювального з'єднання, що сприяє збільшенню міцності стику;
  • легкість і простота виконання роботи не вимагають спеціальних знань навіть від початківця зварника;
  • можливість виробляти процес контактного стикового зварювання в повністю автоматичному режимі;
  • висока швидкість виконання технологічних операцій;
  • універсальність використання практично всіх матеріалів.

Всі ці переваги значно перевершують незначні недоліки процесу зварювання стикових способом.

мобільний апарат для стику рейок

недоліки зварювання

До деяких недоліків цього виду зварювання можна віднести:

  • велике споживання електричної енергії;
  • досить високу ціну апарату контактного зварювання для домашнього застосування, тому самостійно найкраще робити з'єднання встик вручну;
  • необхідність суворого дотримання вимог до розміру поверхні, що стикуються деталей;
  • складність проведення зварювання в умовах підвищеної вологості.

Види стикового зварювання

Зварювальний процес стикового з’єднання відбувається на основі закону Джоуля - Ленца. Процес міжатомних зв’язків протікає під дією електричного струму шляхом сильного стиснення, що постачається разом із контактної поверхні виробу.

Існують два різновиди стикового контактного зварювання:

  • зварювання опором;
  • зварювання оплавленням.

По суті, обидва ці способи використовують один і той же технологічний електродеформаціонний процес, але є і особливі відмінності.

Сварка опором

Унікальність цього способу - в тому, що процес з’єднання деталей протікає без плавлення підстави. В цьому випадку металева поверхня піддається сильної пластичної деформації. Конструктивно стрижні для зварювання підключені до електричного струму, і при зіткненні їх з поверхнею металу утворюється замкнута ланцюг. У місці контакту з’являється високий опір, яке здійснює невелике нагрівання. Стрижні, розігріті до певного значення, щільно туляться один до одного, і подача струму відключається.

Після розігріті стрижні починають тверднути, тому така технологія і отримала назву зварювання опором. Щоб уникнути дефекту зварного шва, поверхні виробів, що зварюються необхідно піддавати ретельній попередній обробці, щоб при зчепленні металу не було ніяких дрібних часток стороннього походження.

Сварка опором застосовується для з’єднання дроту або труб, причому матеріали можуть бути різними (сталь і мідь, чавун і алюміній).

з'єднання опалювальному

Відмінною особливістю контактного стикового зварювання оплавленням є подача напруги на трансформатор до моменту контакту поверхонь, що зварюються. В такому випадку виступають мікронерівності поверхні нагріваються і мнуть. Тому електричний струм протікає не по більшій виступу, а відразу по всій площині контакту.

Розрізняють два види контактного стикового зварювання методом оплавлення поверхні:

  1. Безперервна зварювання характеризується плавним пересуванням двох частин вироби, затиснутих в спеціальних затискачах зварювального агрегату, назустріч один одному. Потім здійснюється подача струму, і деталі зчіплюються, контактуючи всією площиною.Деталі зварюються, після чого відбувається осаду на певне значення і відключення електричного струму.
  2. Переривчасте оплавлення відбувається за рахунок чергування моментів ущільнення і ослаблення стиків, при цьому електрострум залишається включеним. Таке поступально-зворотний рух замикає ланцюг до температури плавлення матеріалу.

Вимоги до поверхні і технологія очищення

Поверхні, що з’єднуються для отримання якісного зварного шва повинні відповідати деяким вимогам:

  1. Значення опору по всій площині контакту повинно бути приблизно рівним.
  2. Опір електричного струму повинно мати мінімальне значення.
  3. Площині двох поверхонь, що зварюються повинні збігатися за рівнем розташування.
  4. Рівний вид поверхні - запорука якісного зварювання. зачистка зварювального з'єднання

Щоб виконати ці умови, необхідно провести попередню підготовку поверхні. Для цього потрібно:

  1. Виконати знежирення місця з'єднання.
  2. Провести видалення оксидної плівки по всій площині контакту.
  3. Виконати нейтралізацію стику.
  4. Добре просушити поверхню.

очищення поверхні перед зварюванням

Після очищення потрібно візуально проконтролювати готовність поверхонь до виконання зварювальних робіт.

Машини для стикового зварювання

За допомогою спеціальних машин контактно-стикового зварювання найчастіше здійснюється зварювання поліетиленових труб, так як матеріал цих виробів легко піддається стикові увазі контактного з’єднання.

стаціонарна машина для контактного стикового зварювання

Існують такі різновиди зварювальних агрегатів:

  • пересувні;
  • стаціонарні;
  • підвісні;
  • універсальні;
  • спеціалізовані.

машина для листового стикового зварювання

Конструкція будь-зварювальної машини включає в себе електричний і механічний вузол, а також систему водяного охолодження і пневматичний пристрій подачі заготовки.

Контактно-Стикова зварювання труб з поліетилену трохи відрізняється від з’єднання металевих виробів. Оскільки пластичний матеріал не є провідником електричного струму, то розігрів торців труб здійснюється спеціальними нагрівальними елементами. В іншому технологія стикового зварювання поліетиленових труб аналогічна з’єднанню інших поверхонь.

пересувний апарат для контактного стикового зварювання труб

Ручна стикова зварка

У домашніх умовах застосування апарату контактного зварювання є нерентабельним, тому труби невеликого діаметру можна зварювати вручну.При цьому, щоб домогтися якісного з’єднання, необхідно за допомогою тренувань набратися досвіду у виконанні робіт.

ручна контактна стикова зварка

Технологічні етапи процесу ручної стикового зварювання виглядають наступним чином:

  1. Підготувати робоче простір відповідно до вимог техніки безпеки.
  2. Провести надійне фіксування заготовок. Кріплення можна здійснювати за допомогою спеціальних затискачів, проте в побутових умовах найчастіше використовуються цеглу або поглиблення в землі. Головне, щоб деталі залишалися нерухомими.
  3. За допомогою наждачного паперу або напилка провести очищення поверхонь, що зварюються.
  4. При нагріванні місця контактного стикового зварювання тиск необхідно прикладати в точку з'єднання.
  5. Охолодження шва здійснюється природним шляхом - на повітрі.

При сильному вітрі на вулиці роботи бажано припинити, щоб виключити потрапляння пилу або піску в зону зварювання. У дощову погоду роботи можна проводити під спеціальним навісом.

Дефекти стикових з'єднань

Довготривале функціонування будь-якого механічного пристрою багато в чому залежить від якісного візуального контролю виконаної роботи.Тому кожний зварник повинен знати та вміти оцінювати основні дефекти, які можуть виникнути в процесі зварювання.

До основних дефектів контактного стикового зварювання відносяться:

  1. Непровар зварного шва, який проявляється у частковій металевої зв'язку. Найчастіше причиною цього дефекту є наявність в місці стику оксидної плівки, а також слабкий прогрів торців деталей.
  2. Тріщини і розшарування шва, які можуть виникати при швидкому охолодженні матеріалу після зварювання.
  3. Викривлення волокон в зварювальної області також може бути спровоковано надмірним осіданням.
  4. Забруднення місця з'єднання різними включеннями, крупне зерно на звареному шві відносяться до дефектів структури. Такі неприємності виникають при окисленні шва або його перегрів.

Стикова контактне зварювання, на думку фахівців, є надійним і якісним способом з’єднання деталей з різних матеріалів. Завдяки можливості виконання процесу в автоматичному режимі вона широко використовується на промислових підприємствах для з’єднання складних вузлів багатьох механічних пристроїв.



ЩЕ ПОЧИТАТИ