КОНТАКТНАЯ СВАРКА И ЕЕ ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.791.76/.79(075.8)

КОНТАКТНАЯ СВАРКА И ЕЕ ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ

А. В. Брежнева*, В. А. Яночкин Научный руководитель - Н. В. Успенский

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: nastya-alfa@mail.ru

Рассмотрены основные способы контактной сварки.

Ключевые слова: контактная сварка, стыковая сварка сопротивлением, стыковая сварка оплавлением.

THE CONTACT WELDING AND ITS MAIN WAYS

A. V. Brezhneva*, V. A. Yanochkin Scientific Supervisor - N. V. Uspensky

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: nastya-alfa@mail.ru

The main methods of contact welding are considered.

Keywords: contact welding, butt welding resistance butt welding.

Контактная сварка как один из способов получения неразъемных соединений известна с конца прошлого века. В 1887 г. выдающийся русский инженер-изобретатель Н. Н. Бенардос запатентовал точечную сварку. Несколько позже Томпсон (США) изобрел стыковую сварку сопротивление. Стыковая сварка оплавлением была предложена в 1903 г. Широкое использование контактной сварки в нашей стране началось в 30-х годах после создания индустриальной базы.

Область применения контактной сварки чрезвычайно широка - от крупногабаритных строительных конструкций, изделий машиностроения и космических аппаратов до миниатюрных полупроводниковых устройств и пленочных микросхем. По имеющимся данным, в настоящее время около 30 % всех сварных соединений выполняют различными способами контактной сварки. Среди механизированных и автоматизированных способов сварки контактная сварка занимает первое место.

Контактной сваркой можно успешно соединять практически все известные конструкционные материалы - низкоуглеродистые и легированные стали, жаропрочные и коррозионностойкие сплавы, сплавы на основе алюминия, магния и титана и др.

Точечная сварка - наиболее распространенный способ, на долю которого приходится около 80 % всех соединений, выполняемых контактной сваркой. Этот способ сварки широко используют в автомобиле и вагоностроении, строительстве, радиоэлектронике и т. д. Например, в конструкциях современных лайнеров насчитывается несколько миллионов сварных точек, легковых автомобилей - до 5000 точек. Диапазон свариваемых толщин - от нескольких микрометров до 10... 30 мм. Точечной сваркой соединяются элементы жестокостей и крепежные детали с листами, тонкостенными оболочками и панелями [1].

Стыковую сварку сопротивлением используют весьма ограниченно, так как не удастся обеспечить равномерный нагрев стыка и получить соединение по всей поверхности контакта из-за трудностей удаления оксидных пленок. Этот способ применяют в основном при соединении проволоки, стержней и труб из низкоуглеродистой стали относительно малых сечений.

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

Стыковую сварку оплавлением успешно используют при соединении железнодорожных рельсов (бесстыковые пути) в стационарных и полевых условиях, длинномерных заготовок, ободьев автомобильных колес из различных конструкционных сталей и сплавов, латуни и цветных металлов и др. Стыковая сварка оплавлением обеспечивает экономию легированной стали при производстве режущего инструмента. Например, рабочая часть сверла из инструментальной стали сваривается с хвостовой частью из обычной стали.

Доля стыковой сварки, преимущественно сварки оплавлением, составляет около 10 % общего объема применения контактной сварки.

Шовная сварка по объему применения занимает третье место (около 7 %) и используется при изготовлении различных герметичных емкостей, например, топливных баков автомобилей и летательных аппаратов, баков стиральных машин и шкафов холодильников, плоских отопительных радиаторов и т. п. Кроме того, шовная сварки обеспечивает получение прочноплотных швов при производстве чувствительных элементов в приборостроении. Скорость сварки швов может достигать на отдельных установках 10 м/мин, а плотность соединений обеспечивает высокую надежность работы сварных конструкций в условиях очень низкого вакуума или весьма больших давлений рабочей среды.

Рельефная сварка - наименее распространенный способ контактной сварки (объем применения около 3 %), используется для крепления кронштейнов к листовым деталям, например, скобы к капоту автомобиля, петли для навески дверей к кабине и т. д. для соединения крепежных деталей -болтов, гаек и шпилек, крепления проволоки к тонким деталям в радиоэлектронике и др. Рельефная сварка по непрерывным рельефам также дает возможность получать герметичные соединения, в частности, крыши с основанием полупроводниковых элементов или интегральных схем.

В настоящее время контактная сварка - один из ведущих способов неразъемного соединения деталей в различных отраслях техники. Она отличается очень высокой степенью механизации, роботизации, автоматизации и, как следствие, высокой производительностью. Благодаря совершенствованию технологического процесса и модернизации оборудования области ее использования непрерывно расширяются.

Контактная сварка - это процесс образования неразъемных соединений деталей из конструкционных металлов в результате их кратковременного нагрева электрическим током и пластического деформирования усилием сжатия [2].

Соединения свариваемых деталей при контактной сварке (как и при других способах сварки) происходит путем образования связей между атомными агрегатами в зоне контакта этих деталей. При этом для образования физического контакта и активации соединяемых поверхностей затрачивается тепловая механическая энергия, подводимая извне [3].

Известные способы контактной сварки в зоне сварки классифицируют по ряду признаков:

1) по состоянию металла в зоне сварки при формировании соединения - с расплавлением металла и без расплавления;

2) по конструкции соединения: (нахлесточное или стыковое);

3) по технологическому способу получения соединений:

- точечная,

- рельефная,

- шовная,

- стыковая.

4) точечная сварка в свою очередь подразделяется:

- по способу подвода тока - одно- и двусторонняя,

- по роду сварочного тока и форме импульса тока (переменный - промышленной, повышенной и пониженной частоты, постоянный, униполярный - ток одной полярности с переменной силой в течение импульса),

- по числу одновременно выполняемых соединений - одноточечная, многоточечная и т. д.,

- по наличию дополнительных связующих компонентов (клея, грунта, припоя и др.);

5) шовная сварка в свою очередь подразделяется по характеру перемещения роликов при шовной сварке:

- непрерывная (с постоянным вращением роликов),

- шаговая (с остановкой роликов на время сварки),

6) стыковая сварка в свою очередь подразделяется по характеру нагрева:

- стыковая сварка сопротивлением,

- стыковая сварка оплавлением,

7) стыковая сварка оплавлением в свою очередь подразделяется по технологии:

- стыковая сварка непрерывным оплавлением,

- стыковая сварка прерывистым оплавлением.

Библиографические ссылки

1. Банов М. Д. Технология и оборудование контактной сварки : учебник. 4-е изд. стер. М. : Академия, 2009. 244 с.

2. Козловский С. Н. Введение в сварочные технологии. Сварка плавлением, контактная сварка и сварка давлением : учеб. пособие ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. 132 с.

3. Конюшков Г. В., Мусин Р. А. Специальные методы сварки давлением : учеб. пособие. Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2009. 632 с.

© Брежнева А. В., Яночкин В. А., 2018