11.05.2012Сваркой называется процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании, а также совместном действии того и другого.
Сварка подразделяется на три класса:
термический
термомеханический
механический
О контактной точечной сварке
Поскольку мы являемся производителями машин контактной точечной сварки, остановимся подробнее на термомеханическом классе, а именно, на контактной точечной сварке.
Контактная точечная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно в нескольких точках.
При контактной сварке происходят два процесса, следующих один за другим: нагрев свариваемых изделий до пластического состояния и их совместное пластическое деформирование. При точечной сварке детали зажимаются сварочных клещах или электродах сварочной машины. Пропуская между электродами большой ток, разогревают материал деталей в месте контакта до температуры плавления. После чего происходит разрыв цепи, отключение тока и осуществляется «проковка» за счёт силы сжатия электродов. Кристаллизуясь при сжатых электродах, металл образует сварное соединение.
Прочность соединения будет определяться размером и структурой сварной точки. Параметры сварной точки зависят:
от формы и размеров электродов
от номинала сварочного тока
от протяженности и формы импульса
от степени сжатия
от состояния свариваемых поверхностей
Контактная точечная сварка позволяет создавать соединения с высокой скоростью. Этот вид точечной сварки используется для соединения деталей самых разных толщин – от микронных (в электронных приборах), до десятков миллиметров (сварка стальных конструкций из листов в автомобильной, авиационной, судостроительной отраслях, в производстве машин сельскохозяйственного назначения, машиностроении и других отраслях промышленности).
О машинах контактной точечной сварки
Контактная точечная сварка обладает несомненными преимуществами в сравнении с другими видами сварки:
существенно большая скорость (процесс контактной точечной сварки точки занимает крайне малое время - не более 0,03-1,2 секунды)
значительная экономия расходных материалов (электроды и пр.)
не требуется высокая квалификация рабочих, занятых на производстве, поскольку надежность и качество контактной точечной сварки обеспечивается несложными операциями по управлению сварочным оборудованием
при использовании контактной точечной сварки значительно легче соответствовать требованиям по охране окружающей среды, соблюдать экологические нормы
процесс контактной точечной сварки проще автоматизировать и механизировать.
Существуют различные машины для контактной точечной сварки:
подвесные
передвижные
стационарные
Машины контактной сварки подразделяют:
по виду сварки – шовные, стыковые, рельефные, точечные
по назначению – общего назначения, специальные, универсальные
по способу установки – стационарные, передвижные или подвесные
по типу электропитания – однофазные переменного тока, трехфазные низкочастотные
по типу преобразования или аккумулирования энергии – с выпрямлением тока во вторичном контуре и конденсаторные
по типу привода механизмов давления – механический, грузовой, пружинный, электродвигательный, пневматический, гидравлический, электромагнитный
по уровню используемой автоматизации
Машина контактной точечной сварки относится к универсальным машинам. Такие машины применяются для сварки различных металлов, деталей разной конфигурации и размеров. Диапазон свариваемых толщин определяется усилием сжатия, сварочным током, характеристиками режима контактной сварки. Среди машин контактной точечной сварки превалируют машины прессового типа с подводом тока к обоим электродам, с вертикальным прямолинейным или радиальным перемещением электродов.
Мощность, род и величина сварочного тока выбираются исходя из вида свариваемых материалов. Постоянный ток предпочтительнее при сварке цветных металлов, чем переменный ток, причем контактная точечная сварка постоянным током дает меньше выплесков.
Усилие сжатия зависит от типа привода и определяет скорость и качество контактной точечной сварки. Каждый тип привода машин контактной точечной сварки имеет свои преимущества и определенные недостатки: механический привод требует физического усилия от оператора машины контактной точечной сварки, что не позволяет обеспечить высокую скорость сварки, постоянное и большое усилие сжатия и приводит к повышенной утомляемости персонала. Пневматический привод избавлен от недостатков механического, позволяет обеспечивать стабильное усилие сжатия, высокую скорость сварки, но требует наличия магистрали сжатого воздуха или баллона с ресивером.
В отличие от механического и пневматического приводов, электромагнитный привод машины контактной точечной сварки обеспечивает как стабильность параметров сжатия, так и независимость от наличия или отсутствия пневмомагистралей. Преимуществом такого рода привода также являются высокое быстродействие.
Системы охлаждения подразделяются на воздушные и водяные: водяные системы охлаждения машин контактной точечной сварки могут быть подключены к источнику водоснабжения и канализации или быть замкнутыми, то есть полностью автономным. Наличие электромагнитного привода и встроенной замкнутой системы водяного охлаждения, делают машину контактной точечной сварки более компактной, мобильной, удобной для использования в различных помещениях или даже под навесом на открытом воздухе.
Однофазные машины контактной сварки переменного тока более приспособлены для сварки титановых сплавов и сталей. Так как скорость нарастания тока сварки очень высока, при процессе сварки жаропрочных и высокопрочных сплавов (при толщинах от 0,8 мм и меньше - особенно) происходят выплески и характерен нестабильный размер ядра. Контактная точечная сварка легких сплавов с использованием этих сварочных машинах очень энергоемка и вызывает быстрое загрязнение, как электродов, так и свариваемых поверхностей.
Машины контактной точечной сварки состоят из двух частей: механической и электрической.
Механическая часть представляет сочетание элементов конструкции, которые создают прочность и жесткость сварочной машины: станина, корпус, консоль, упор, плита, держатели электродов, собственно электроды, а также механизмов, служащих для закрепления, сжатия и перемещения свариваемых деталей. Отдельные элементы конструкции и узлы механизмов проводят сварочный ток.
Электрическая часть состоит из: источника питания, служащего для преобразования энергии сети для получения сварочного тока (сварочного трансформатора, выпрямителей и др.) и вторичного (сварочного) контура для передачи тока к деталям (жестких и гибких токоведущих шин, консолей, держателей электродов, самих электродов).
Помимо прочности, жесткости, прочности, надежности в эксплуатации механическая и электрическая части должны обеспечивать:
высокую скорость срабатывания и низкую инерционность соответствующих элементов машин, определяемые краткостью цикла сварки;
эффективное охлаждение элементов, подвергающихся нагреву;
возможность быстрой смены элементов сварочного контура, для контактной точечной сварки материалов и элементов разной; конфигурации с минимальной сменой настроек сварочной машины;
безопасную работу;
защиту контактных поверхностей от загрязнения и расплавленного металла.
Используемые при контактной точечной сварке электроды, отличаются от сварочных электродов, которые используются при дуговой сварке. Электроды, применяемые при контактной точечной сварке, являются частью вторичного контура машины контактной сварки, и непосредственно соприкасаются со свариваемыми поверхностями. Эти электроды не только проводят электрический ток, который расплавляет свариваемые материалы в том месте, в котором образуется сварное соединение, но и передают усилие, необходимое для сжатия свариваемых деталей. Также при контактной точечной сварке электроды отводят большое количество тепла, выделяющегося во время контактной сварки. Электроды машины контактной точечной сварки могут проводить ток до 200кА. Передаваемые в процессе контактной точечной сварки усилия контактных сварочных машин, могут достигать нескольких сотен килограммов, соответственно электроды должны выдерживать такие нагрузки. Сварочные циклы достигают более 300 циклов контактной точечной сварки в минуту, а в отдельных случаях и больше.
Начало процесса контактной точечной сварки - предварительное сжатие свариваемых поверхностей, чтобы обеспечить между ними хороший контакт. Сварочный ток, протекающий в процессе контактной точечной сварки, нагревает свариваемые детали. Кроме теплоты, выделяющейся при прохождении через электродов сварочного тока, на них воздействует теплота от самих свариваемых поверхностей, которые нагреваются до значительно более высоких температур. Внутри электродов могут возникать тепловые напряжения, обусловленные неравномерным нагревом их разных частей.
Упомянутые воздействия на электроды, используемые в процессе контактной точечной сварки неравномерны при протекании одного и нескольких циклов контактной сварки. Износ электродов и связанное с этим изменение геометрии контактной поверхности вызывает вариабельность удельного давления и плотности тока в контакте, а, следовательно, изменение условий работы электродов в процессе контактной точечной сварки. Но эти факторы не являются единственными, к ним нужно добавить воздействие других факторов, которые определяются процессами разогрева электродов в первый этап их работы, вынужденными отклонениями от заданной траектории движения, не всегда точной сборкой свариваемых изделий и многими другими. Требования к конструкции электродов машин контактной точечной сварки определяется крайне сложными условиями работы. Электроды, используемые при контактной сварке должны соответствовать следующим требованиям:
обладать высокой электропроводностью и теплопроводностью;
иметь определенную форму и размеры контактной поверхности, чтобы надежно проводить ток к свариваемым поверхностям и передавать на них давление в процессе точечной сварки;
иметь высокую прочность при регулярном нагреве и охлаждении;
иметь высокую стойкость к химическим воздействиям и механическому износу;
быть способными эффективно отводить тепло;
быть удобными в при монтаже и надежными в эксплуатации;
иметь форму, которая обеспечивает необходимую жесткость и удобство доступа к месту сварки.
Правильный выбор конструкции электродов для машин контактной точечной сварки зависит от грамотного подхода к используемым для производства электродов технологиям и материалам. Выбор технологии контактной точечной сварки и своевременное и правильное обслуживание электродов, используемых при контактной сварке, позволяют обеспечивать стабильные и высокие параметры процесса контактной точечной сварки, что, в свою очередь, ведет к высокому качеству сварных соединений.
Схематическое изображение электрода машины контактной точечной сварки
В машинах контактной точечной сварки используют специальные электроды. Они состоят из нескольких частей у каждой части свое назначение:
1 - рабочая
2 - центральная
3 - посадочная
Важнейшая часть электрода машины контактной точечной сварки - рабочая часть, непосредственно соприкасающаяся со свариваемыми поверхностями. Она передает усилие сжатия, подводит ток и отводит тепло. Рабочая часть электрода машины контактной точечной сварки подвергается наибольшему износу.
Для закрепления электрода в электрододержателе предназначена посадочная часть, являющаяся частью разъемного токопроводящего соединения. Средняя часть электрода машины контактной точечной сварки работает при значительно меньших механических нагрузках и температурах. Соответственно изнашивается медленнее и служит дольше рабочей части. Рабочая часть и посадочные части электрода машины контактной точечной сварки соединяются центральной частью. Центральная часть практически не изнашивается в процессе работы. При наличии внутреннего охлаждающего канала, можно выделить внутреннюю часть электрода машины контактной точечной сварки. Внутренняя часть электрода машины контактной точечной сварки предназначена для подвода охлаждающей жидкости к рабочей части электрода и отвода тепла от контактной поверхности.
Контактная точечная сварка широко применяется при крупносерийном производстве типовых изделий, но связана с существенным потреблением электрической мощности. Вследствие этого применение контактной точечной сварки находится в прямой зависимости от развития электроэнергетики и промышленности. Контактная точечная сварка находит применение в производстве автомобилей, судостроительной, авиационной отраслях и следует ожидать развития этого способа точечной сварки в обозримом будущем.
Маркировка машин контактной сварки
Принятая система обозначений универсальных машин дает возможность определить их тип, значение главного параметра и другие характеристики.
Первая буква определяет название оборудования:
М - машина, П - пресс
Вторая — вид сварки:
Т - точечная, Р - рельефная, Ш - шовная, С - стыковая.
Третья буква указывает характеристику источника тока:
В — с выпрямлением тока во вторичном контуре, Н — низкочастотная, К — конденсаторная;
МТ, МР, МШ, МС — машины точечной, рельефной, шовной, стыковой сварки переменного тока; МРВ, МШВ — машины точечной, рельефной, шовной сварки с выпрямлением тока во вторичном контуре; МТН, МРН — машины точечной, рельефной сварки низкочастотные; МТК, МРК, МШК — машины точечной, рельефной, шовной сварки конденсаторные.
В однофазных машинах переменного тока третья буква означает или конструктивные особенности (П — подвесная, Р — радиального типа, М — многоточечная) или уточняет способ сварки (С — для стыковой сварки сопротивлением, О — оплавлением):
МТП, МТР — машины точечной сварки переменного тока соответственно подвесная и радиального типа; МСО — машина стыковой сварки оплавлением.
Четвертая буква обозначает конструктивные особенности:
МТВР — машина точечной сварки с выпрямлением тока во вторичном контуре с радиальным ходом верхнего электрода; МТВП — подвесная.
Последующие обозначения расшифровываются таким образом:
Для примера рассмотрим следующее обозначение (МТВП — 1205Т4, А, 380В, 50Гц, ГОСТ 297—80. )
первые две-три цифры обозначают наибольший ток короткого замыкания в килоамперах (12 кА в данном обозначении),
вторые две — номер модели (05),
Т4 - климатическое исполнение (по ГОСТ 15150—69)
группа машин в соответствии с техническими требованиями
А — с повышенной стабильностью параметров,
напряжение питающей сети (380 В),
частота сети (50 Гц),
технические условия на данную машину (ГОСТ 297—80).
Общая схема машин контактной точечной сварки 1 - Корпус машины
2 - Сварочный трансформатор
3 - Привод
4 - Свеча верхнего электрода
5 - Верхний электрод
6 - Нижний электрод
7 - Свеча нижнего электрода
8 - Регулятор контактной сварки
9 - Станина
10 - Педаль управления Машина контактной точечной сварки с вертикальным перемещением верхнего электрода
Машина контактной точечной сварки с радиальным перемещением верхнего электрода 1 - Корпус машины
2 - Держатель верхнего электрода
3 - Свеча верхнего электрода и верхний электрод
4 - Держатель нижнего электрода
5 - Свеча нижнего электрода и нижний электрод
6 - Регулятор контактной сварки
Большая масса (от сотен килограмм до нескольких тонн) машин контактной точечной сварки средних и больших мощностей объясняется высокой степенью сжатия, применяемой при контактной сварке. Такие машины контактной сварки устанавливаются стационарно.
Наглядным примером преимуществ машин контактной точечной сварки с электромагнитным приводом и встроенной системой водяного охлаждения, служат сварочные машины серии 05, выпускаемые и проектируемые ООО "Серийное производство - САР". В них применены самые передовые достижения инженерной мысли в области точечной сварки. Конструкции являет собой удачное сочетание высокой мощности, большого значения сварочного тока, небольших габаритов и массы. При этом эти машины контактной точечной сварки могут быть подключены как к сети напряжением 380 В, так и 220 В. Высокоскоростной и надежный электромагнитный привод, эффективная встроенная замкнутая система водяного охлаждения, простота использования и обслуживания, широкий спектр и различные толщины свариваемых материалов, делают эти сварочные машины конкурентоспособными даже в сравнении с машинами контактной точечной сварки самых известных зарубежных производителей.
Источник: http://www.sargroup.ru/index.php/articles
← К списку статей