При рельефной сварке по сравнению с точечной увеличи­вается производительность процесса, уменьшается размер нахле­стки, улучшается внешний вид сварного соединения, повышается стойкость электродов, расширяется область применения контактной сварки. В ряде случаев рельефной сваркой заменяют менее эконо­мичные способы сварки плавлением.

Рельефную сварку обычно применяют для соединения стальных детален, реже для соединения деталей из цветных металлов.

Наиболее широко распространена рельефная сварка нахлесточ - пых соединений из листовых металлов с рельефами различной формы,
полученными холодной штамповкой. Обычно используют круглы* рельеф (рис. 67, с), обеспечивающий необходимую жесткость для восприятия сварочных усилий при нагреве. Нагрев и последующее формирование литого ядра точки в таком соединении происходят равномерно от периферии к центру. Инструмент для таких рельефов проще изготовлять и восстанавливать при ремонте. Для увеличения площади сварки, когда нельзя увеличить число круглых рельефов и размеры нахлестки ограничены, применяют рспьефы продолгова­той формы (рис. 67, б). Герметичное соединение обеспечивает коль­цевой рельеф (рис. 67, в). При изготовлении крепежных изделий

рельефы получают холодной высадкой (рис. 67, г, д). Такие рельефы не имеют лунки и лучше воспринимают усилие сжатия при сварке. Возможно образование высаженных рельефов без лунки и на листе (рис. 67, е). Рельеф такого типа применяют при сварке деталей малых толщин и деталей из пластичных металлов и сплавов.

Особую группу составляют рельефы с острой гранью, применя­емые для герметичных соединений. Это разновидность большой группы Т-образных соединений. Рельеф кольцевой формы в подобном соединении образуется между одной из внутренних кромок отвер­стий и наружной плоскостью детали, расположенной под углом к оси отверстия (рис. 67, ж—к). Другую группу Т-образных соединений, широко применяемых на практике, представляют изделия, в которых одна из деталей торцовой поверхностью приваривается к развитой поверхности другой детали (рис. 67, л, м). Если одна из деталей представляет собой стержень, то их сварка происходит по всей по­верхности торца. Необходимый рельеф может быть получен на конце стержня или в привариваемой плоскости. Такое же соединение воз­можно при сварке трубы и плоскости или двух труб, а также при сварке листов, в которых рельефы расположены на торце листа или выштампованы в плоскости детали (рис. 67, н).

К рельефным соединениям относятся крестообразные соединения проволок, стержней или труб (рис. 67, о, п, р). Рельеф в этом соеди­нении образуется естественной формой детали. Для увеличения жесткости в месте сварки трубы деформируют (см. рис. 67, р). Свое­образными рельефами являются вставки-концентраторы, располо­женные между свариваемыми деталями в нахлесточных и Т-образных соединениях (рис. 67, с, т). Их применяют при сварке деталей большой толщины и в случаях, когда образование рельефов штам­повкой или высадкой затруднено. Вставка может легировать место сварки.

Соединения при рельефной сварке могут быть с расплавленным ядром и в твердом состоянии. Соединения листовых металлов со штампованными рельефами обычно выполняют с литым ядром, хотя соединения этого типа при сварке в твердом состоянии имеют достаточно высокие прочностные показатели. Последнее объясняется интенсивной радиально направленной пластической деформацией места сварки.

Диаметр dp и высоту hp круглых штампованных рельефов, наи­более часто встречающихся в практике, можно выбрать по таблицам или ориентировочно подсчитать, пользуясь следующими соотноше­ниями в зависимости от толщины детали 6 (рис. 68)

dp = 26 + 0,75; hp = 0,46 + 0,25.

В этом случае получается диаметр литого ядра соединения d„ = — (1,2-=-1,5) dp. Рельефы штампуют в закрытую (рис. 68, с) или открытую матрицу (рис. 68, б). Если одновременно свариваются два рельефа и более, их высоту ограничивают небольшим допуском, иначе размеры литого ядра будут различны вследствие неравномер-
ного распределения свароч­ного тока и усилия, а также влияния сил, возникающих между полями токов.

• Для сварки тонколисто­вых низкоуглеродистых ста­лей плотность тока и да­вление рассчитанные на минимальный диаметр ли­того ядра, в зависимости от жесткости режима колеблют­ся соответственно в преде­лах 150—900 А/мм2, 60—

130 МПа (табл. 9).

При сварке деталей разной толщины (в пределах 1 : 3) рельефы выдавливают в детали большей толщины, а режим устанавливают по меньшей толщине, что улучшает симметрию зоны проплавления. При большей разности толщин не всегда удается добиться равно­мерного проплавления. В этом случае лучшие результаты полу­чаются, если вместо штампованных рельефов применять промежу­точную вставку-концентратор При сварке многорельефных соеди­нений целесообразна модуляция переднего фронта импульса, уменьшающая вероятность начальных выплесков.

На практике широко используется сварка вкрест арматуры же­лезобетонных конструкций, различных сеток, решеток и других деталей. Сварка сопровождается значительной пластической дефор­мацией металла стержней в процессе их совместной осадки. Соеди­нение обычно формируется в твердом состоянии.

Рельефной сваркой ча­ще всего соединяют низко - углеродистые и низколеги­рованные стали. Увеличе­ние площади контакта электрода с деталью при­водит в ряде случаев к усиленному отводу теп­лоты, поэтому склонность к закалке повышается. При рельефной сварке также применяют терми­ческую обработку в элек­тродах машины. Такой цикл позволяет значительно повысить пла­стичность соединений и расширить область применения рельефной сварки.

Стали с различными легкоплавкими металлическими покрытиями хорошо свариваются рельефной сваркой, так как лучше сохраняется наружное покрытие вследствие меньшей плотности тока в месте касания электродов.

В электротехнической промышленности рельефной сваркой сва­ривают многослойные пакеты из электротехнической стали. На каждой пластине штампуют круглый рельеф несколько увеличен­ного размера (рис. 69, а). При сборке рельеф в рельеф образуется кольцевой контакт (рис. 69, б). В результате сварки в зоне соеди­нения формируется сплошная литая зона. При повышенном электри­ческом сопротивлении пакета требуется специальное сварочное оборудование с повышенным напряжением холостого хода.

Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали хорошо свариваются всеми способами рельефной сварки.

Рельефная сварка алюминиевых сплавов осложняется низкой механической прочностью рельефов, образованных холодной штам­повкой и высокими /св и Fcв, характерными для сварки алюмини­евых сплавов. Даже при применении модулированных импульсов тока сварка сопровождается выплесками и подплавлениями на наружной поверхности деталей, а также быстрым изнашиванием электродов. Лучшие результаты получаются при высаженных рель­ефах без лунок с обратной стороны. Рельеф такой конструкции имеет большую жесткость. Сварка этих металлов возможна только на машинах с хорошими динамическими свойствами привода.

Рельефную сварку с высаженными рельефами без лупок с обрат­ной стороны используют для создания контактов из серебра и его сплавов с бронзовыми, латунными или стальными контактодержа- телямн.