Стыковая сварка

Стыковая сварка - разновидность контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины. Зажим 3 установлен на подвижной плите 4, перемещающейся в направляющих, зажим 2 укреплен на неподвижной плите 1. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство. Плиты перемещаются, и заготовки сжимаются под действием силы Р, обеспечиваемой механизмом осадки.

Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называют сваркой сопротивлением, а при разогреве торцов заготовок до оплавления и последующей осадкой – сваркой оплавлением. Для правильного формирования сварного соединения необходимо, чтобы процесс протекал в определенной последовательности. Совместное графическое изображение тока и давления, изменяющихся в процессе сварки во времени, называют циклограммой сварки (рис. 23). Заготовки сдавливаются силой P, включается ток, металл на вылетах из зажимов разогревается до пластического состояния, затем заготовки снова сдавливают – производят осадку, одновременно отключая ток.

Перед стыковой сваркой сопротивлением заготовки должны быть очищены от оксидных пленок и торцы их плотно пригнаны друг к другу предварительной механической обработкой.

Параметрами режима контактной стыковой сварки сопротивлением являются плотность тока j (А/мм²), сила сжатия торцов заготовки Р(Н) и время протекания тока t (с), которое определяют косвенно через величину осадки, зависящую от установочной длины L. Установочной длиной L называют расстояние от торца заготовки до внутреннего края электрода стыковой машины, измеренное до начала сварки. Она зависит от теплофизических свойств металла, конфигурации стыка и размеров заготовки.

На рисунке 24 представлены типы сварных соединений, выполняемых стыковой сваркой сопротивлением. Этим способом соединяют заготовки малого сечения (до 100 мм²), так как при больших сечениях нагрев будет неравномерным. Сечения соединяемых заготовок должны быть одинаковыми по форме и с простым периметром (круг, квадрат, прямоугольник с малым отношением сторон). Сваркой сопротивлением можно сваривать низкоуглеродистые, низколегированные конструкционные стали, алюминиевые сплавы.

Стыковая сварка оплавлением имеет две разновидности: непрерывным и прерывистым оплавлением. При непрерывном оплавлении между заготовками, установленными в электродах машины, оставляют зазор, подключают источник тока и равномерно сближают заготовки. Соприкосновение происходит вначале по отдельным небольшим площадкам, через которые протекает ток высокой плотности. При этом под действием магнитного поля, расплавленный и кипящий металл, выбрасывается наружу. После достижения равномерного оплавления всей поверхности стыка заготовки осаживают.

При прерывистом оплавлении зажатые заготовки сближают, приводят их в кратковременное соприкосновение и вновь отводят на небольшое расстояние.

Быстро повторяя одно за другим сближения и разъединения, выполняют оплавление всего сечения. Затем выключают ток и сдавливают заготовки. Под давлением часть расплавленного металла вместе с оксидами выдавливается из зоны сварки в виде грата.

Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением. В процессе оплавления выравниваются все неровности стыка, а оксиды и загрязнения удаляются, поэтому не требуется особой подготовки места соединения. Можно сваривать заготовки с сечением сложной формы, а также заготовки с различными сечениями, разнородные металлы (быстрорежущую и углеродистую стали, медь и алюминий и т. д.), рис. 26.

Наиболее распространенными изделиями, изготовляемыми стыковой сваркой, служат элементы трубчатых конструкций колеса и кольца, инструмент, рельсы и т. п.