Распространенные виды контактной сварки

Введение

Сварка сопротивлением является одним из наиболее широко используемых процессов соединения в промышленности. Это метод, использующий электрический ток и давление для соединения металлических деталей. При контактной сварке соединение происходит быстро, а результаты, как правило, достаточно надежны. Такая сварка помогает создавать прочные и долговечные соединения без дополнительного присадочного материала. Существует несколько видов контактной сварки. К ним относятся точечная сварка, шовная сварка, проекционная сварка, стыковая сварка и сварка пламенем. Каждый из этих методов имеет свою уникальную настройку и специфическое применение.

Сварка сопротивлением

Точечная сварка - это простой и эффективный метод, используемый для соединения наложенных друг на друга кусков металла. Два медных электрода плотно прижимаются к кускам металла. Когда через них проходит электрический ток, выделяющееся тепло расплавляет металл в небольшом, сфокусированном месте. Быстрое охлаждение металла приводит к образованию прочного соединения. Этот метод очень часто используется при производстве автомобилей. Большинство кузовов автомобилей скрепляются точечными сварными швами в листовом металле. Процесс отличается быстрым временем цикла. Многие предприятия, производящие продукцию по этой технологии, выполняют сотни точечных сварных швов каждую минуту. Нагрев контролируется таким образом, чтобы не затронуть всю конструкцию, а соединения выдерживали нагрузку. Точечная сварка также широко используется при изготовлении бытовой техники. Простота метода позволяет легко его автоматизировать. Многие современные заводы оснащены роботами, которые выполняют точечную сварку с постоянством и повторяемостью.

Сварка швом

Сварка швом напоминает процесс точечной сварки, но в результате получается непрерывное сварное соединение. Вместо отдельных электродов применяются ролики или электроды в форме колес. Эта техника позволяет получить аккуратную, непрерывную канавку вдоль шва деталей. Она особенно подходит для герметичных соединений. Шовная сварка используется в промышленности для герметизации краев бутылок, резервуаров и труб из нержавеющей стали. Непрерывный шов не оставляет пустот, которые могут стать слабым местом соединения. Сварка швом подходит для деталей, где удобно иметь равномерный сварной шов. Процесс быстрый и хорошо интегрируется в автоматические сборочные линии. Сварка швом уже несколько десятилетий применяется при производстве контейнеров и упаковочных единиц. Непрерывный поток тока гарантирует, что сварной шов будет прочным и привлекательным на вид. Сварка швом также используется при изготовлении деталей для огромных водо- и газопроводов.

Проекционная сварка

Принцип проекционной сварки предполагает использование небольших выступов или приподнятых участков на одной или обеих соединяемых деталях. Эти приподнятые участки фокусируют сварочный ток в небольшом пятне. При этом тепло передается только на выступ, который быстро сплавляется с прилегающей поверхностью. Этот метод эффективен при соединении небольших деталей, имеющих несколько точек сварки. Он снижает необходимость в точном позиционировании, поскольку сам выступ выступает в качестве направляющей. Проекционная сварка находит широкое применение в автомобильной промышленности, где на одной и той же детали необходимо выполнить множество одинаковых сварных швов. В производстве электроприборов эта форма также используется для легких и точных соединений. Испытания показывают, что соединения, полученные методом проекционной сварки, обладают высокой усталостной прочностью. Качество метода сохраняется при массовом производстве, что сокращает время, необходимое для корректировки каждого отдельного шва.

Стыковая сварка

Стыковая сварка отличается от других видов контактной сварки. В этом процессе куски металла располагаются край к краю. Стык образуется, когда края идеально совпадают. Через выровненные края проходит электрический ток. Давление, приложенное для соединения деталей, служит средством сопротивления. Когда расплавленный металл остывает, он образует очень прочное соединение по всей кромке. Стыковая сварка находит широкое применение при изготовлении трубопроводов, деталей конструкций и т.д. Сила этого метода заключается в том, что соединение получается на всю толщину. Не требуется нахлест, поэтому готовое изделие имеет гладкую и ровную поверхность. Этот метод сварки становится единственным средством, когда требуется аккуратное и прочное соединение. Надежность стыковых сварных соединений во многом зависит от тяжелых условий эксплуатации в строительстве и судоходстве. Этот процесс выдерживает высокие нагрузки и вибрации, тем самым доказывая свою эффективность в критически важных областях применения.

Сварка вспышкой

Сварка вспышкой - это метод, при котором куски металла соединяются друг с другом за счет внезапного всплеска энергии. Во время процесса детали сближаются, и через соединение пропускается ток высокой частоты. При этом на границе контакта возникает вспышка расплавленного металла. Вспышка очищает металлические поверхности, сжигая любые примеси и окислы. После окончания вспышки прикладывается давление, чтобы соединение стало твердым. Сварка пламенем применяется в отраслях, связанных с соединением деталей большого сечения. Она находит применение в железнодорожном производстве для соединения рельсов или при производстве электрических шин. Процесс автоматический и не требует сложной настройки. Он обеспечивает чистоту в зоне сварки и прочное соединение. Благодаря быстрому времени цикла и контролируемому нагреву сварка пламенем является энергоэффективной и экономичной. Больше всего инженерам нравится в этом процессе его способность соединять разнородные металлы, что делает его весьма универсальным для целого ряда конструктивных элементов.

Заключение

Сварка сопротивлением - очень важная технология для многих отраслей промышленности. Электрический ток и давление сочетаются в этой технологии для получения прочных и надежных соединений. Каждый метод имеет свои преимущества: точечная сварка, шовная сварка, проекционная сварка, стыковая сварка и сварка пламенем. Эти процессы сыграли важную роль в формировании современного метода производства. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к Stanford Advanced Materials (SAM).

Часто задаваемые вопросы

F: На какой скорости обычно выполняется точечная сварка?

В: В промышленных условиях точечная сварка может достигать сотен циклов сварки в минуту.

F: В каких изделиях используется шовная сварка?

В: Сварка швом широко распространена в резервуарах, трубопроводах и герметичных контейнерах из нержавеющей стали.

F: Надежны ли сварные соединения, выполненные в режиме вспышки, для тяжелых условий эксплуатации?

В: Да, сварные соединения плашмя прочны и долговечны, подходят для компонентов, испытывающих высокие нагрузки.

Ссылки:

[1] К.Г. Свифт, Дж.Д. Букер, Глава 11 - Процессы соединения, Редактор(ы): К.Г. Свифт, Дж.Д. Букер, Справочник по выбору производственных процессов, Butterworth-Heinemann, 2013, Стр. 291-349, ISBN 9780080993607