Контактна стикова зварка являє собою зварювальний процес, в рамках якого окремі деталі з’єднуються по всій площині дотику, причому це з’єднання відбувається в результаті нагрівання.
В залежності від вимог до готового зварному шву, площі перерізу, а також конкретної марки металу, подібний вплив можна виконувати кількома способами, а саме оплавленням або ж опором.
З’єднання в процесі контактного зварювання формується на порядок швидше, ніж у процесі зварювання плавленням. У підсумку, такий процес відрізняється більшою продуктивністю, а також характеризується меншим викривленням деталі.
Контактна стикова зварка досить часто використовується в серійному і масовому виробництві.
Це обумовлено тим, що даний процес легко автоматизується, а також відмінно вбудовується в конвеєри (потокові).
Схема — види контактно-стикового зварювання
Подібна зварювання досить активно використовується в авіакосмічній, а також автомобільної промисловості.
Однак і в інших галузях (наприклад, даною технологією, зварюють газопроводи і нафтопроводи) цей спосіб знайшов також широке застосування, зокрема з-за того, що сполуки, отримані таким чином, вигідно відрізняються високою міцністю.
Також варто відзначити і той важливий факт, що з контактним зварюванням, у разі необхідності, легко впорається навіть недосвідчений зварювальник, тобто якість готового з’єднання від кваліфікації працівника не залежить.
Контактну зварку можна використовувати для з’єднання між собою деталей товщиною від сотих до десятих міліметрів (і аж до десятків міліметрів).
Для робіт сьогодні зазвичай використовуються системи з підвищеною частотою живлячої напруги. У підсумку, це дозволяє знизити габарити трансформатора.
Зміст:
- Технологія стикового зварювання
- Зварювання оплавленням
- Зварювання опором
- Машини та апарати
Технологія стикового зварювання
Контактна стикова зварювання арматури і стикова зварювання поліетиленових труб (загалом, до якого б конкретно виробу подібна методу не застосовувалася) працює всього за однією і тією ж технологією.
Про те, як в технологічному плані відбувається зварювання стикових з’єднань – далі.
Стикова зварювання арматури, труб пнд та інших матеріалів є, по суті, різновидом контактного зварювання, тобто в основу технології тут закладено теплову дію струму (закон Джоуля-Ленца), а також зусилля стиснення, яке прикладається до зварюваних деталей.
Якщо зварка виконується з нагріванням стику до пластичного стану, то вона називається зварюванням опором, а якщо до оплавлення – оплавленням.
Зварювання опором виконується так: деталі, які закріплені в затискачах зварювальної машини, щільно притискаються одне до одного тими поверхнями, які потрібно приєднати.
Потім, між ними пропускається електрострум. Коли поверхні придбають пластичність, буде вироблено стиснення (осаду) і одночасно вимкнуто струм.
Відео:
Дефекти стикового зварювання опором можливі в тому випадку, якщо контактують елементи окремих деталей не будуть, як слід підготовлені. Так, в даному випадку необхідно видалення всіх оксилов, нерівностей, забруднень.
Усе це може провокувати нерівномірний нагрів і, отже, дефект.
Стикова зварювання труб пнд та інших елементів повинна виконуватись з урахуванням того, що чим більше перетин у зварюваних поверхонь, тим нижче якість отриманого з’єднання.
Це можна пояснити утворенням у стику оксидів. До речі, цим же легко пояснюються деякі обмеження на застосування зварювання опором для з’єднання деталей, площа перерізу яких перевищує 200 квадратних міліметрів.
Враховуючи все, про що йшла мова вище, зовсім не дивно, що подібна зварювання зазвичай використовується при необхідності з’єднати стрижні, дріт, труби з низьковуглецевої сталі (невеликі перерізу).
Крім того, зварювання опором непоганий результат показує і для металів, які відрізняються гарною згортанням в пластичному стані.
Маються на увазі мідні і алюмінієві сплави, конструкційні стали (низьколеговані, маловуглецеві).
Зварювання оплавленням
Контактне стикове зварювання оплавленням, за своєю технології зварювання опором відрізняється тим, що напруга на обмотках трансформатора подається рівно до моменту контактування зварюють між собою кінців.
У процесі зближення деталей контактувати починають окремі мікронерівності на торці.
Причому кількість останніх на порядок менше, ніж в тому випадку, коли деталі попередньо здавили. У підсумку, виступи мнуться, а площа контактування виростає.
При першому контакті виникає струм, який припадає на кілька мікровиступів. Причому щільність струму в контакті окремих виступів так висока, що метал гріється за тисячні частки однієї секунди, а потім і зовсім – закипає.
При цьому рідкі перемички контактів порушуються микровзрывами.
Контактувати починають все нові і нові микровыступы і, в підсумку, в зоні виступів виникають пари металів, а вірніше підвищений тиск таких парів, яке захищає нагріту зону зварювання від впливу атмосфери.
Схема стикового зварювання оплавленням
Коли торці деталі переходять у такий стан, коли на їх поверхнях з’являється шар рідкого металу, до них прикладається певне зусилля.
У підсумку, рідкий шар видавлюється в град і, потім, формується дійсно міцне зварне з’єднання.
Отримане з’єднання, до речі, буде відрізнятися мінімальною кількістю дефектів на увазі того, що всі окисні плівки і продукти розкладання також виявляються видавленими в град.
Стикове зварювання оплавленням дає більш якісне з’єднання з-за того, що метал на поверхні торців, який, наприклад, може бути забруднений, видаляється у процесі оплавлення.
Так, частини пластичного металу, а також рідкий шар видавлюється в процесі зварювання в град, а це значить, що зварної контакт утворюють «молоді», чисті поверхні.
Перевага цього способу полягає також і в тому, що тут відсутня необхідність обробляти, особливим чином готувати до зварювання торці, як цього вимагає зварювання з’єднанням.
Крім того, в процесі зварювання деталей з різним перетином можна зробити особливий скіс. Таким чином, площа початкового контакту зменшиться, а процес оплавлення буде більш ефективним – по мірі нагріву деталі візьмуть нормальну форму.
Відео:
Окремо варто відзначити стыковую зварювання оплавленням з попереднім підігрівом або ж, як її ще називають, зварювання переривчастим оплавленням. Цей спосіб використовується в тому випадку, коли потрібно з’єднати між собою великогабаритні деталі – труби, рейки і т. д.
На початковій стадії для полегшення всього процесу використовують спеціальний прийом. Він полягає в тому, що спочатку деталі повільно зводять до того, поки між ними не виникне контакт, і не утворюються пари металу, рідина.
Потім деталі розводять, а те тепло, яке виділяється в зоні сплавлення, поширюється на інші частини деталі, підігріваючи їх.
Наступний етап передбачає знову ж створення контакту між торцями, але тут це вже відбувається до тих пір, поки вони не нагріваються. Весь подальший процес проходить стабільно, без перерв.
Зварювання опором
Контактне стикове зварювання опором характеризується тим, що при її виконанні деталі спочатку притискаються губками до електродів.
Це необхідно для того, щоб забезпечити гідний электроконтракт, а також виключити ймовірність прослизання деталей між електродами.
Потім відбувається стискання з зусиллям, включають зварювальний струм, який нагріває деталі. Наступний етап – прикладання осад, зменшення наплаву, а потім знову максимальний нагрів, в процесі якого на деталі впливають опади.
У той самий момент, коли деформоване опір є найменшим, прикладають зусилля опади і включається струм.
При всьому при цьому метали, будучи нагрітими до високої пластичності, вичавлюються від центру стику до перифериям. Разом з металом до перифериям також видавлюється і град, залишки окисних плівок.
Цей спосіб зварювання підходить для з’єднання деталей з невеликим перетином (максимум – 40 міліметрів). При цьому саме з’єднання формується у твердій фазі у стику без розплавлення металу.
Схема зварювання опором
Головна особливість всього способу полягає в тому, що пластичний, розігрітий до високої температури метал видавлюється в град, тобто в контакт вступають розігріті частинки деталі.
Недоліком цього способу є необхідність дійсно ретельно готувати торці під зварювання. Крім того, при з’єднанні деталей з більшим перетином, необхідно використання дійсно величезних потужностей.
Машини та апарати
Машина стикового зварювання, як показує практика, найчастіше використовується для з’єднання поліетиленових і інших труб, виконаних з полімерного матеріалу.
Апарат стикового зварювання поліетиленових труб свою високу популярність придбав через безпеки, надійності, можливості роботи з трубами різного розміру.
А ще зварювання стикових швів, таким чином, легко задовольнить найвищі запити до якості.
Відео:
Зварювальні машини для стикового зварювання труб активно використовуються при прокладанні газо-та водопроводів.
Ручна і напівавтоматична машина стикового контактного зварювання підходить для монтажу трубопроводів середнього і низького тиску.
