§ 39. Сущность контактной сварки

Контактной сваркой называется сварка с применением давления/' при которой нагрев производится теплотой, выде­ляющейся при прохождении электри­ческого тока через находящиеся в контакте соединяемые части.

Количество теплоты (Дж), выде­ляющейся при прохождении электри­ческого тока через находящиеся в кон­такте детали, может быть определе­но по формуле Q = I2Rt, где / — ток, A; R — сопротивление участка цепи в месте контакта деталей, Ом; t — продолжительность действия то­ка, с.

Из формулы видно, что количество теплоты зависит от тока в сварочной цепи. Поэтому для быстрого нагрева свариваемых кромок применяют боль­шие токи, достигающие нескольких десятков тысяч ампер. Так как элек­трическое сопротивление прохожде­нию тока в месте контакта свари­ваемых деталей велико, то на этом очень малом участке выделяется боль­шое количество теплоты, которое вы­зывает быстрый нагрев металла. С повышением температуры металла в зоне контакта его сопротивление возрастает, следовательно, еще более возрастает количество выделяющейся теплоты и ускоряется процесс наг­рева металла. Таким образом, при­менение больших сварочных токов позволяет осуществить быстрый наг­рев металла и выполнить сварку за десятые и даже сотые доли секунды.

Режим контактной сварки характе­ризуется совместным действием ос­новных параметров — тока и времени его протекания, силы сжатия и време­ни ее действия.

По току и времени его протека­ния различают два режима сварки: жесткий и мягкий. Жесткий режим характеризуется большим током и ма­лым временем процесса сварки. Такой режим применяется для сварки сталей, чувствительных к нагреву и склонных к образованию закалочных структур, а также легкоплавких цветных метал­лов и их сплавов. Мягкий режим характеризуется большей продолжи­тельностью процесса и постепенным нагревом свариваемого металла. Та­ким режимом пользуются при сварке углеродистых сталей, обладающих низкой чувствительностью к теплово­му воздействию.

Машины для контактной сварки состоят из двух основных частей; электрической и механической. Элек­трическая часть машин состоит из трансформатора, переключателя сту­пеней (регулятора тока), регулятора времени, прерывателя тока и токо­подводящих проводов и устройств. Трансформатор применяется одно­фазный с секционированной первич­ной обмоткой, позволяющей с по­мощью переключателя ступеней изме­нять напряжение во вторичной обмот­ке. При первичном напряжении 220 или 380 В, а вторичном— 1...20 В сварочный ток достигает нескольких десятков килоампер. Вторичная об­мотка трансформатора у машин ма­лой мощности состоит из отдельных гибких медных полос, охлаждаемых воздухом, у машин средней и боль­шой мощности — из пустотелых мед­ных витков, охлаждаемых проточной водой. Механическая часть состоит из станины и механизмов, обеспе­чивающих точную фиксацию и необ­ходимое давление для сжатия сва­риваемых деталей.

Совмещенные графики изменения сварочного тока и силы сжатия во времени называют циклограммой. Цикл сварки имеет четыре периода: сжатие, сварку, проковку и паузу. Для управления циклом работы ма­шины применяют устройство, называ­емое регулятором времени. В прак­тике применяют четырехпозиционный регулятор времени РВЭ-7 завода «Электрик», имеющий четыре после­довательные выдержки времени для каждого периода цикла сварки. Ре­гулятор имеет металлический корпус с выведенными наружу регулировоч­ными ручками, с помощью которых длительность периодов цикла плавно регулируется: период сварки от 0,03 до 6,75 с, остальные — от 0,03 до 1,35 с.

Включение и выключение машин контактной сварки производится от первичной обмотки сварочного тран­сформатора. В процессе сварки необ­ходимо включать и выключать боль­шой ток десятки раз в секунду. Для этой цели машины небольшой мощ­ности и неавтоматического действия имеют механические или электромаг­нитные контакторы. При больших мощностях такие контакторы имеют большие габариты и низкую произ­водительность и не обеспечивают точного дозирования и стабильности подачи энергии, поэтому на машинах средней и большой мощности уста­навливают игнитронные или тиристор­ные прерыватели.

Контактная сварка — высокопро­изводительный процесс, легко под­дающийся механизации и автомати­зации, что способствует ее широкому

применению в строительстве и про­мышленности, например для сварки стыковых и крестообразных соедине­ний арматуры в железобетонных кон­струкциях, для сварки элементов кон­струкций из листовой стали или алю­миния, для соединения элементов стальных конструкций (типа балок, ферм, мачт), для сварки труб, а также для стыковых соединений медных и алюминиевых проводов при электро­монтажных работах.

Контактная сварка по форме свар­ного соединения подразделяется на стыковую, точечную, шовную и шовно­стыковую.