Что такое контактная стыковая сварка?

Стыковая сварка является одним из видов контактной сварки, в результате которой производится соединение деталей по торцевой поверхности при нагреве до температур плавления под воздействием большой величины электрического тока и усиленного прижатия свариваемых стыков.


Блок: 1/6 | Кол-во символов: 268
Источник: https://WikiMetall.ru/metalloobrabotka/styikovaya-svarka.html

Общие сведения

Стыковая сварка, это один из процессов сварки давлением. Она является разновидностью контактной сварки, поэтому в основу её технологии заложены тепловое воздействие электрического тока по закону Джоуля — Ленца и усилие сжатия свариваемых деталей. Частным случаем стыковой сварки является стыковая конденсаторная сварка.

Основные способы контактной стыковой сварки разработаны в конце XIX века. В 1877 году в США Э. Томсон предложил стыковую сварку сопротивлением. В 1887 году русский изобретатель Н.Н.Бенардос запатентовал способы точечной и позднее шовной контактной сварки между угольными электродами. Позднее эти способы, усовершенствованные применением электродов из меди и её сплавов, стали наиболее широко распространёнными способами контактной сварки. Современные способы контактной сварки весьма разнообразны. Основными из них являются: точечная, рельефная, шовная, стыковая сварка сопротивлением и стыковая сварка оплавлением. Контактная сварка — термомеханический процесс образования неразъемного соединения металлов вследствие сцепления их атомов, при котором локальный нагрев свариваемых деталей протекающим электрическим током в зоне соединения сопровождается пластической деформацией, развивающейся под действием сжимающего усилия. Межатомные связи при этом возникают в твердой фазе или через жидкую прослойку расплавленного металла и сохраняются после охлаждения и кристаллизации. Стыковая сварка – способ контактной сварки, когда детали соединяются в процессе совместной пластической деформации нагретых электрическим током торцов деталей при осадке по всей площади сечения. Детали 1 (рис.1) устанавливают в токоподводящих зажимах 2 и 3, один из которых, например, зажим 3 подвижный и соединен с приводом усилия сжатия машины. Сварка состоит из двух этапов – нагрева торцов деталей и их осадки.

Нагрев деталей при стыковой сварке происходит благодаря тому, что через них проходит электрический ток Iсв и на общем электрическом сопротивлении деталей R выделяется тепло Q (закон Джоуля – Ленца): Q = Iсв2R/t , (1) где: t – время сварки. Общее сопротивление деталей определяется выражением: R = 2Rд+Rк, (2) где: Rд – сопротивление деталей (вылетов деталей из электродов машины); Rk — контактное сопротивление между деталями (при сварке оплавлением Rk – электрическое сопротивление искрового зазора). Сопротивление деталей 2Rд зависит от удельного электрического сопротивления металла ρ, длины их вылетов из электродов машины (установочной длины под сварку) Lсв и площади поперечного сечения деталей S: 2Rд = Kп ρLсв/S , (3) где: Кп – коэффициент поверхностного эффекта (заметно растет до температуры ферромагнитного превращения). По методу нагрева различают два способа сварки — контактная стыковая сварка сопротивлением и контактная стыковая сварка оплавлением. По состоянию металла в зоне сварки они относятся к сварке в твердой фазе, хотя в отдельных случаях, особенно при сварке оплавлением, сварное соединение формируется в твердо – жидком состоянии.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 3185
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%8B%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0

Основная информация


Равномерный нагрев стыка обеих деталей это суть такого метода соединения металлов, как контактная стыковая сварка. Неразъёмное слияние деталей образуется тем, что сразу после нагревания они стыкуются друг с другом.

Существует несколько типов такой сварки. Но о них чуть позже.

Скорость образования такого слияния напрямую связана с высокой производительностью выполненной работы. Плавка происходит быстро и равномерно, поэтому и швы создаются быстрее.

Также сам рабочий процесс может быть автоматизирован и встроен конвейер. Поэтому контактную стыковую сварку в основном используют при серийном производстве. Например, если нужно стыковать сварку труб.

Прочность и долговечность – это основные отличия контактной стыковой сварки. Она используется даже для изготовления автомобилей, самолётов и нефтепроводов.

А сам шов и уровень его качества не будут зависеть от опытности работника, что значительно сократит расходы на более профессиональных сварщиков.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 975
Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/kontaktnaya-stykovaya-svarka

Машины и аппараты

Машина стыковой сварки, как показывает практика, используется чаще всего для соединения полиэтиленовых и иных труб, выполненных из полимерного материала.

Аппарат стыковой сварки полиэтиленовых труб свою высокую популярность приобрел из-за безопасности, надежности, возможности работы с трубами различного размера.

А еще сварка стыковых швов, таким образом, легко удовлетворит даже самые высокие запросы к качеству.

Видео:

Сварочные машины для стыковой сварки труб активно используются при прокладке газо и водопроводов.

Ручная и полуавтоматическая машина стыковой контактной сварки подходит для монтажа трубопроводов среднего и низкого давления.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 657
Источник: https://rezhemmetall.ru/kontaktnaya-stykovaya-svarka.html

Процесс осуществления ручной сварки


Агрегаты для соединения стыковой сваркой с ручным управлением, в виду относительно низкой стоимости, пользуются наибольшей популярностью. Алгоритм действий при выполнении работ следующий:

  1. Перед началом работ соединяемые детали фиксируются специальными зажимами. Для получения качественного результата, они должны повторять форму детали.
  2. Для выполнения работ используют электроды для стыковых аппаратов, которые отличаются повышенной стойкостью к механическим воздействиям.
  3. С помощью привода детали соединяют между собой. От силы давления привода зависит качество соединения.
  4. В работу включается сварочный трансформатор. Ток подается на сопрягаемую плоскость. Передачу тока обеспечивают электроды.
  5. Под воздействием тока контактная поверхность нагревается, образуя сварочный шов.

Принципиальная схема контактной стыковой сварки

Ручной метод производства работ, по сравнению с применением автоматизированных устройств, отличается худшим качеством работ.

Блок: 3/12 | Кол-во символов: 1013
Источник: https://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/thermomehan/stykovaya.html

Технология стыковой электросварки металлов

По своей сути стыковая сварка металлов является частным случаем контактной электросварки, поэтому технологически процессы и устройство аппаратов для этих обоих видов электросварки очень схожи и имеют лишь несколько техническими различиями.

Сварочный аппарат для контактной и стыковой сварки состоит из:

  • силового сварочного трансформатора большой мощности;
  • неподвижного электрода;
  • подвижного электрода;
  • механическим или электромеханическим приводом подвижного электрода;
  • системы управления технологическим процессом.

Силовой сварочный трансформатор для контактной электросварки имеет свои особенности, которые заключаются в том, что, в отличие от простой электродуговой сварки, ему не требуется создавать большое напряжение на сварочных электродах для розжига и поддержания высокотемпературной плазмы сварочной дуги. Это обусловлено тем, что сам процесс обычной контактной сварки происходит в результате локального оплавления металла в месте непосредственного контакта электродов с поверхностью деталей, т. е. в месте смыкания электродов или с разницей при стыковой сварке в контакте свариваемых поверхностей торцов деталей, т. е. встык.

Поэтому силовые сварочные трансформаторы характеризуются низким выходным (вторичным) напряжением от 2 до 10 вольт, но при этом способны выдавать большие рабочие токи со значениями от одного до десятка килоАмпер.

Непосредственно сам процесс стыковой контактной сварки происходит в следующей последовательности:

  • Вначале свариваемые детали закрепляют в специальных зажимах, которые, в свою очередь, являются электродами. При этом сварочный станок устроен так, что площадь контакта в таких зажимах должна быть достаточно большой по сравнению со свариваемой поверхностью торцов и поэтому, как правило, зажимы максимально повторяют и соответствуют форме поверхности свариваемых деталей, если надо круглой или плоской.
  • Далее, подвижный зажим с большим усилием за счет электромеханического привода прижимает край стыка свариваемой детали к стыку детали в неподвижно закрепленном зажиме.
  • После того, как детали прочно прижаты, включают сварочный трансформатор всего на несколько секунд для того, чтобы через электроды и свариваемую деталь прошел большой силы электроток, который и выделяет наибольшую теплоту в месте наименьшего контакта, т. е. на стыке деталей.

Таким образом, высокотемпературное оплавление поверхности контакта и заранее приложенное большое давление способствует прочному соединению деталей.

Различают два основных промышленных способа применения стыковой контактной электросварки, которые зависят от технологии нагрева контактной поверхности стыков деталей, а именно:

  • методом сопротивления,
  • методом оплавления.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2684
Источник: https://WikiMetall.ru/metalloobrabotka/styikovaya-svarka.html

Контактная стыковая сварка оплавлением


Популярная технология стыковой сварки оплавлением характеризируется особенностями подачи  напряжения на обмотку сварочного аппарата. Ток подается до момента контакта свариваемых элементов. Кромки металлических соединяемых деталей должны быть разогреты и слегка оплавлены еще до момента их касания друг с другом. Использование современных сварочных аппаратов для контактной сварки позволяет разогревать и оплавлять металл буквально за тысячные доли секунды.

В процессе такого нагрева возникают многочисленные микроразрывы на атомном уровне, появляются соединения металла, которые защищают кромки деталей от негативного воздействия кислорода. На кромках металлических изделий образуется жидкий металл, после чего элементы соединяют друг с другом, сдавливают и такой разогретый металл соединяется на молекулярном уровне. Всё это и позволяет создать максимально прочное и долговечное соединение. У такого шва отсутствуют дефекты, а также продукты разложения и окисные пленки.

Особенностью и преимуществом сварки оплавлением является тот факт, что возможное загрязнение окисла на кромках свариваемых элементов в процессе работы выдавливаются в град, а сварной контакт образуется чистыми свежими поверхностями. Поэтому какой-либо существенной обработки и подготовки торцы свариваемых элементов при использовании данной технологии не требуют.

При необходимости соединения крупногабаритных деталей, например рельсов или труб может использоваться так называемая сварка оплавлением с частичным предварительным прогревом. При данной технологии соединяемые элементы сводят друг с другом, предварительно выполнив их качественные нагрев. Между такими нагретыми сведенными деталями возникает контакт с образованием жидкого металла и его паров. После чего элементы разводят, а тепло, выделяемое в зоне контакта, прогревает ближайшие участки металлических элементов. После этого детали снова сводят, качественно прогревают и соединяют друг с другом с необходимым давлением. В результате обеспечивается качественное соединение крупногабаритных деталей.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 2075
Источник: https://svarkagid.com/kontaktnaja-stykovaja-svarka/

Преимущества

Данная технология имеет ряд преимуществ, за счет которых она получила широкое распространение в промышленности:

  1. Отсутствуют строгие правила подготовки поверхности. Сварка стык в стык не требует обработки соединяемых кромок. Кроме того, отсутствует необходимость в предварительной термической обработки поверхности, как при обычной дуговой сварке.
  2. Качество соединения. При условии соблюдения требований технологического процесса, качественные характеристики сварочного шва обеспечивают длительный срок эксплуатации соединения. При сварке металла локальное тепловое воздействие в сочетании с давлением, позволяют получить однородный металл.
  3. Требования к квалификации оператора. Простота рассматриваемого метода позволяет привлекать к работе специалистов низкой квалификации, не обладающих особыми навыками.
  4.  Высокая производительность. Особенно при использовании автоматических аппаратов.
  5. Автоматизация процесса. На некоторых устройствах соблюдении технологии контролируется блоком электронного управления.
Блок: 4/12 | Кол-во символов: 1037
Источник: https://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/thermomehan/stykovaya.html

Недостатки


Сварка встык имеет свои недостатки, которые не позволяют применять ее в быту. К ним относят высокую стоимость оборудования, которое невозможно сконструировать в домашних условиях, а также высокую энергоемкость процесса. Кроме того, имеются строгие требования к соединяемым поверхностям.

Блок: 5/12 | Кол-во символов: 312
Источник: https://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/thermomehan/stykovaya.html

Подведем итог

Стыковая контактная сварка очень результативна и качественна. Она не нуждается в обязательном присутствии сварщиков с большим опытом, подойдёт обычный новичок. Этот момент позволит сэкономить расходы на производстве.

Тем не менее, после работы нужно проводить проверку швов, для большего уровня качества. Ведь даже когда работу выполняет машина, всё равно возможны огрехи. А что вы можете рассказать по теме?

Делитесь своим опытом в комментариях, это поможет тем, кто в начале пути. Продуктивности в работе!

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 522
Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/kontaktnaya-stykovaya-svarka

Промышленное применение стыковой сварки


Применение контактной стыковой сварки (в основном сварки оплавлением) составляет ~10% общего применения контактной сварки.

Стыковая сварка сопротивлением используется для соединения проволоки из стали, алюминия, меди диаметром ≤8 мм, прутков диаметром ≤25 мм, труб диаметром ≤50 мм, в производстве цепей, ободов колес и т. п.

Стыковая сварка оплавлением применяется при изготовлении колец (шпангоутов) диаметром 4—5 м, заготовок (полос) при непрерывной прокатке, валов, оконных переплетов, дверей, перегородок, цепей, трубопроводов, железнодорожных рельсов в стационарных и полевых условиях, комбинированного режущего инструмента, например сверл и т. д.

См. также: Контактная сварка, Оборудование для стыковой сварки, Контроль качества стыковой сварки

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 806
Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/1/1/3-1-0-107

Контроль качества контактной стыковой сварки

Наиболее распространён разрушающий метод контроля технологических образцов. После сварки образцы разрушают по сварному шву и производят контроль внешним осмотром. Анализируют изломы, проводят металлографический анализ или электронную микрофрактографию. При этом определяют площадь соединения и наличие дефектов в сварном шве, наиболее распространённые из которых — это непровары, включения неразрушенных твёрдых оксидов и др.

Кроме этого, испытывают образцы на изгиб, определяя их возможный угол загиба, растяжение и др. Также применяется метод ультразвукового контроля качества сварки тонкостенных труб с толщиной стенки 3-7мм, труб малого диаметра (25-100 мм). При ультразвуковом контроле используют поперечные волн.

Блок: 8/10 | Кол-во символов: 811
Источник: https://taina-svarki.ru/sposoby-svarki/kontaktnaya-svarka/kontaktnaya-stykovaya-svarka-vidy-shemy-sushchnost-oborudovanie.php

Свойства шва


Шов от стыковой сварки имеет следующие свойства:

  • Прочность;
  • Надежность;
  • Аккуратность.

Благодаря локальному воздействию температуры, металл вокруг шва не теряет качественные свойства.

Блок: 8/12 | Кол-во символов: 230
Источник: https://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/thermomehan/stykovaya.html

Видео: Стыковая сварка арматуры

Блок: 9/10 | Кол-во символов: 37
Источник: https://taina-svarki.ru/sposoby-svarki/kontaktnaya-svarka/kontaktnaya-stykovaya-svarka-vidy-shemy-sushchnost-oborudovanie.php

Устройства для осуществления процесса

В продаже имеет широкий выбор аппаратов – от ручных или полуавтоматических устройств до полностью автоматизированных линий. Все зависит от сферы применения и свойств материала. При выборе устройства, обращайте внимание на соответствие изделия ГОСТу.

Блок: 9/12 | Кол-во символов: 302
Источник: https://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/thermomehan/stykovaya.html

Видео: Стыковая сварка ленточных пил

Дополнительные материалы по теме:

Блок: 10/10 | Кол-во символов: 81
Источник: https://taina-svarki.ru/sposoby-svarki/kontaktnaya-svarka/kontaktnaya-stykovaya-svarka-vidy-shemy-sushchnost-oborudovanie.php

Виды сварочной проволоки

Правильный выбор проволоки – залог качества соединения. В настоящее время для ее производства применяют следующие материалы:

  1. медная;
  2. нержавеющая сталь;
  3. алюминий.

Каждый материал подходит различным видам металла, например, медь незаменима при сварке низкоуглеродистой стали. Помимо материала обращайте внимание на диаметр сечения.

Блок: 10/12 | Кол-во символов: 383
Источник: https://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/thermomehan/stykovaya.html

Заключение

 Таким образом, стыковая контактная сварка позволяет получить качественное неразъемное соединение различных материалов: от полиэтиленовых труб и арматуры до массивных металлических листов и двутавровых балок.

Монтажник ООО «Аквасервис» Ломакин Владимир Петрович, опыт работы – 13 лет: «Моя работа связана с монтажом пластикового водопровода, диаметром 63-110 мм. Использование аппарата для стыковой сварки существенно облегчает процесс: им просто пользоваться – можно научить даже новичка, а скорость работы позволяет одной бригаде монтировать до 3 км труб за смену. На сегодняшний день я не вижу альтернативы данному методу».

Блок: 12/12 | Кол-во символов: 651
Источник: https://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/thermomehan/stykovaya.html
Кол-во блоков: 25 | Общее кол-во символов: 16551
Количество использованных доноров: 8
Информация по каждому донору:

  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%8B%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 3185 (19%)
  2. https://WikiMetall.ru/metalloobrabotka/styikovaya-svarka.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2952 (18%)
  3. https://taina-svarki.ru/sposoby-svarki/kontaktnaya-svarka/kontaktnaya-stykovaya-svarka-vidy-shemy-sushchnost-oborudovanie.php: использовано 4 блоков из 10, кол-во символов 1451 (9%)
  4. https://svarkagid.com/kontaktnaja-stykovaja-svarka/: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 2075 (13%)
  5. https://www.autowelding.ru/publ/1/1/1/3-1-0-107: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 806 (5%)
  6. https://rezhemmetall.ru/kontaktnaya-stykovaya-svarka.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 657 (4%)
  7. https://prosvarku.info/tehnika-svarki/kontaktnaya-stykovaya-svarka: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 1497 (9%)
  8. https://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/thermomehan/stykovaya.html: использовано 7 блоков из 12, кол-во символов 3928 (24%)



Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий