Контактная сварка как пользоваться

Обновлено: 05.05.2024

Технология контактной сварки известна уже давно. В настоящее время она незаменима в строительстве самолетов, автомобилей, судов, сельскохозяйственной и другой техники. Метод имеет особенности, которые заинтересуют не только специалистов.

Контактная сварка активно используется и в быту, и на производстве. Оборудование предназначено для соединения металлических заготовок под воздействием давления при высокой температуре. Результатом является прочное соединение металлических деталей и ровная поверхность готовой конструкции. Технология отлично показала себя при сваривании тонкостенных, листовых и прочих однотипных материалов.

Что такое контактная сварка

Контактная сварка – это технологический процесс соединения металлических заготовок посредство воздействия высокой температуры и давления. Нагрев достигается за счет сопротивления материалов электрическому току, который проходит через них, а давление обеспечивают специальные механизмы. Применяется технология преимущественно в промышленности и серийном производстве продукции.

Немного истории

Первый случай использования контактной сварки был зафиксирован документально. Это в 1856 году сделал Уильям Томсон – английский физик. Независимо от его исследований другой ученый – американец Элиу Томсон разработал и внедрил на производстве стыковую сварку. В это же время и в том же году известный российский изобретатель Николай Николаевич Бенардос предложил варианты точечного и шовного сваривания металлических заготовок.

Для практической реализации технологии в то время использовались специальные клещи, имеющие в своей конструкции угольные электроды. К ним подавался электрический ток. Далее заготовки в виде двух металлических пластин укладывались одна поверх другой и прижимались клещами. Проходящий через заготовки ток был достаточно большой силы, чтобы нагреть обе пластинки до нужной температуры, при которой образуются сварные точки.

Элиу Томсон после ряда удачных экспериментов и получения стабильного результата в 1886 году обратился за получением патента на контактную сварку. Это был инновационный способ соединения металлов при помощи электричества. Его описание уточняло, что «металлические предметы должны соприкасаться теми местами, которые предполагается сваривать. Через них проходит огромной силы ток – до 200 тысяч ампер. При этом его величина напряжения составляет всего лишь 1-2 вольта. В месте соприкосновения металл греется сильнее из-за высокого сопротивления. В это время заготовки нужно сжимать и место сварки часто ковать. После остывания заготовки будут хорошо сваренными.» Данный метод в то время называли «безогненной сваркой» или электрической ковкой».

Практическое применение технологии нашлось сразу же. Она была задействована для соединения проводов телеграфной связи. Но это было только начало продвижения. Элиу Томсон продолжал исследования, комбинируя гидравлические системы сжатия и воздействие электрического тока на соединяемые заготовки. Благодаря этому вскоре технология стала использоваться в авиастроении, в частности, для производства самолетных двигателей.

В 1928 году компания Stout Metal Airplane впервые задействовала оборудование точечной сварки на конвейере по обработке дюралюминия. А уже в тридцатых годах прошлого столетия в Соединенных Штатах были проведены первые испытания в области контактной сварки деталей из легкоплавких материалов, а также их сплавов. методы работы в дальнейшем применялись известными авиастроительными компаниями – Douglas, Boeing и Sikorsky Aircraft.

Оборудование и технология контактной сварки

Подготовка поверхности

Существуют различные методы предварительной обработки поверхности заготовок. Полный набор состоит из таких манипуляций: удаление оксидных или других видов пленок, обезжиривание, нейтрализация среды, пассивирование, промывка, сушка и контроль состояния. Предварительная подготовка рабочей поверхности имеет большое влияние на конечное качество сварного соединения. Поэтому важно соблюдать следующие требования:

поверхность соединяемых заготовок должна быть ровной, а плоскости совпадать по всей площади;
в соединении двух деталей рабочими поверхностями должно обеспечиваться одинаковое сопротивление;
цепь электрод-деталь должна обладать наименее возможным для материала сопротивлением.

Машины для контактной сварки

В работе применяются специальные контактные сварочные машины. Они бывают стационарными, подвесными или передвижными. По назначению – универсальными или специализированными. В зависимости от вида тока, протекаемого в сварочном контуре, аппараты делятся на два класса – постоянного и переменного тока. Также они отличаются способом сварки – точечная, рельефная, шовная или стыковая.

Для уменьшения сварочного тока сварочные машины комплектуются трансформаторами, которые понижают напряжение до уровня 1-15 вольт в сети. Используются электроды, выполненные из медного сплава. Мощность оборудование варьируется в диапазоне от 0,5 до 500 кВА, а усилие сжатия - 1-1000 кгс. Прижим обеспечивается за счет пружинного механизма или пневматического привода.

Независимо от уровня и предназначения машина для контактной сварки имеет несколько обязательных блоков: пневматической или гидравлической системы, контура охлаждения, механической и электрической части. Основные блоки, в свою очередь, делятся на несколько составляющих. Так, электрическая часть включает сварочный трансформатор, регулятора цикла сварки, прерывателя цепи. Регулятор обеспечивает последовательность выполнения манипуляций, своевременное начало и окончание как всего цикла, так и его отдельных операций.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Механическая часть включает разны элементы в зависимости от типа установки. Так, точечные машины имеют только привод сжатия, тогда как шовные, помимо этого, включают и привод вращения роликов. Стыковой сварной аппарат комплектуется приводом зажатия и осадки свариваемых заготовок.

В состав пневмогидравлической системы входят лубрикаторы для смазки подвижных механизмов и фильтры, вместе составляющие группу предварительной подготовки. Есть элементы регулирования – клапаны, манометры, редукторы, а также узлы подвода воздуха – штуцера, клапаны, краны и вентили.

Система водяного охлаждения состоит из нескольких элементов. В нее входят штуцера приемной и разводящей гребенки, полости водяного контура в трансформаторе и вторичной обмотке; реле, вентили и шланги.

Стыковые машины включаются кнопками на щитке управления, а точечные и шовные – при помощи педали. Помимо этого, предусмотрены элементы контроля над сжатием электродов, подачей и отключением тока, работой регулятора сварочного цикла, вращением роликов, зажиганием деталей.

Электроды для контактной сварки

Электроды замыкают вторичный контур сварки, что приводит к повышению температуры и свариванию заготовок. Перемещение деталей при шовной сварке происходит при участии прижимных роликов. Они помимо этого, необходимы для того, чтобы прижимать соединяемые поверхности, удерживать их в процессе нагрева и усадки.

При контакте электроды сильно нагреваются и достаточно быстро изнашиваются. Поэтому к ним предъявляются высокие требования в плане устойчивости к высоким температурам и сопротивляемости на сжатие, которое достигает 5 кг на квадратный миллиметр. Производятся расходные материалы из бронзы и меди. форма электродов подбирается максимально близкой к рельефу поверхности заготовок, которые свариваются. Для аппаратов шовного типа они производятся в виде дисков.

Дефекты и контроль качества

Насколько прочным получится соединение, выполненное контактной сваркой, во многом определяется качеством подготовительных работ и выбором режима работы. Основной показатель шовной и точечной сварки – размер ядра соединения. Этот показатель должен находиться в пределах трех толщин самого тонкого свариваемого листа. Заготовка должна плавиться на не менее чем на 20 и не более чем на 80% своей толщины. В случае нарушения этих параметров образуется брак – непровар металла в первом случае и его прожиг – во втором.

Контроль над качеством сварного соединения осуществляется визуальным осмотром или с помощью специальных технических средств из списка неразрушающего контроля. Технический способ определения брака чаще всего необходим для обнаружения непроваров, которые при первичном осмотре определить очень сложно. Наиболее эффективна ультразвуковая диагностика. При однородном и качественном сварном соединении ультразвуковые излучения не отражаются и не слабеют.

При необходимости применяются и разрушающие методы определения брака. Они применяются выборочно. В контрольных образцах измеряется диаметр литого ядра, полученного с помощью точечной или шовной сварки.

Виды контактной сварки

Точечная

Сварочный процесс характеризуется тем, что соединяемые детали могут привариваться одновременно не только в одной, но и в нескольких точках. Прочность соединения определяется структурой и диаметром точки. Эти показали напрямую зависят от размера электрода, формы его контактирующей поверхности; состояния заготовок, прилагаемого усилия на сжатие, силы тока и времени его воздействия на металл.

При помощи аппаратов точечной сварки реально за одну минуту создавать до шестисот сварных соединений. Технология наиболее эффективна для соединения тонких листовых деталей. Применяется она для сваривания заготовок со стенками толщиной до 20 мм. Метод широкой используется в создании разной техники. Он востребован в самолетостроении, производстве и ремонте автомобилей; судостроении и изготовлении сельскохозяйственной техники. Часто используется и в других отраслях, в частности в строительстве.

Рельефная

Подобно точечной технология предполагает возможность одновременного соединения заготовок в нескольких местах. Отличается наличием специально подготовленных рельефных выступов. Прочность контакта во многом определяется формой заготовок в месте их соединения. Форма электрода при этом не влияет на конечный результат. Рельеф заготовок подготавливается заранее с помощью прессовальной техники или иным способом. Он может формироваться как на одной, так и на обеих деталях.

В автомобилестроении рельефная сварка применяется для установки кронштейнов. Самый простой пример – это крепления скоб к автомобильному капоту. Другой наглядный вариант использования технологии – установка петель на двери. В радиотехнической промышленности метод сварки востребован для крепления проводки к тонким элементам деталей схемы.

Шовная

Соединение заготовок выполняется при помощи шва, состоящего из нужного количества литых участков или сварных точек. Для получения герметичного шва сварочные соединения располагаются максимально близко. Шовная сварка точно так же представляет собой большое количество сварных точек, которые частично перекрывают дуг друга.

Выполняется операция на специальных станках для шовной сварки, оснащенными дисковыми электродами-роликами, которые вращаются. Не менее важная их задача заключается в том, чтобы прокатывать и прижимать свариваемые поверхности. Для таких работ подходят листы толщиной 0,2-3 мм. Применяется технология в производстве разного рода герметичных резервуаров.

Стыковая

Заготовки соединяются по всей плоскости их соприкосновения под воздействием высокой температуры, вызывающей плавление кромок. Способ выполнения стыковой сварки выбирается в зависимости от ряда показателей – марки металла, требований по качеству сварного соединения, площади сечения соприкасаемых поверхностей. Существует несколько методов, любым из которых можно выполнить работы: оплавлением с подогревом, постоянным оплавлением без перерывов, сопротивлением.

Последний способ используется для соединения заготовок с площадью сечения до 200 квадратных миллиметров. На практике оно востребован для соединения стержней, проволоки и труб малого сечения, изготовленных из низкоуглеродистой стали.

Сварка оплавлением подходит для работы с заготовками сечением до 100000 мм кв. В эту категорию материалов попадают магистральные трубопроводы, стыки металлоконструкций из профиля, арматура для строительного бетона и множество других конструктивных элементов. Технология востребована в создании железнодорожных безстыковых путей, любых других длинномерных конструкций из разных материалов. в кораблестроении с ее помощью создаются якорные цепи; теплообменники для судов-рефрижераторов. Если необходимо восстановить целостность режущего или сверлильного инструмента, то данный метод сварки подходит как нельзя лучше.

Другие процессы

К разновидности контактной относится импульсная сварка. Дуга горит постоянно, даже в промежутках между импульсами тока, не оказывая при этом сколь-нибудь существенного влияния на глубину плавления материала. Основной сварочный ток дополняется импульсами, обеспечивающими глубокое и качественное соединение металлических заготовок. Помимо одинарного разработан также метод двойного модулированного импульса тока. Благодаря модуляции можно управлять формой импульсов, что необходимо для мелкокапельного переноса металла при сварке.

Одним из достоинств импульсной сварки является стабильное горение дуги, маловероятно образования кратеров в точках сварки, участки перекрытия в сварном шве минимальны. Импульсная сварка используется для соединения различных марок стали, цветных металлов, включая медные, алюминиевые, никелевые сплавы, а также титана. Толщина заготовок может варьироваться в диапазоне от 1 до 50 миллиметров.

Преимущества и недостатки

Контактная сварка часто используется для соединения нержавеющей стали и других металлов, в том числе цветных. Широкое распространение технологии в разных областях хозяйствования обусловлена большим перечнем достоинств:

Тем не менее существует ряд недостатков, которые необходимо учитывать при работе с контактной точечной сваркой:

оборудование стоит немалых денег и назвать его массовым нельзя;
требуется высокая сила тока – свыше 1000 ампер. Это значит, что необходимо подключаться к мощным линиям энергоснабжения;
герметичность швов, выполненных контактным способом, не такая высокая, как у соединений, сделанных электродами;
необходимо внимательно следить за напряжением. Оно не должно быть высоким.

Обозначение на чертежах

В некоторых случаях для выполнения работы может понадобиться чертеж либо другие графические материалы. Они должны передать специалисту информацию о важных критериях и основных параметрах будущего соединения. Пример такой схемы:

Из нее опытный сварщик сразу может выделить несколько явных моментов:

видимый шов обозначается сплошной линией;
штрих-пунктир обозначает невидимое сварное соединение;
знаком плюс маркируется видимая сварная точка;
невидимые сварные точки на схеме не обозначаются.

Контактная точечная сварка чаще всего востребована на производственных участках. Технология позволяет быстро создавать прочные сварные соединения. Она широко используется в судо-, самолето- и машиностроении. Способ подходит для работы с металлами разного состава, в том числе и с нержавейкой. Он характеризуется высокой безопасностью и экологичностью. Но перед началом работ необходимо определиться с оптимальной силой тока и убедиться, что подводящие линии энергоснабжения смогут обеспечить нужные параметры.

Контактная точечная сварка

Владельцы гаражей, дач или частных домов периодически проводят слесарные работы. Чаще они связаны с кузовным ремонтом автомобилей или восстановлением систем канализации и водоснабжения. И сварочный прибор – незаменимое устройство, без которого невозможно осуществить подобные процедуры. Может показаться, что для использования данного инструмента понадобятся определённые навыки, но практика показывает, что всё гораздо проще.

Особенности и принцип точечной сварки

Суть технологии состоит в соединении двух металлических листов, преимущественно не большой толщины. Но тут вместо привычного шва наносятся соединительные точки. Такое своеобразие позволяет скрепить максимально тонкие сплавы без деформации. Следует отметить, что точечная сварка применяется не только в домашнем хозяйстве, но и в крупной промышленности.

Плотность готового изделия будет завесить от следующих параметров:

форма и размер электродов;
продолжительность воздействия напряжения на объект;
чистота поверхности;
интенсивность электричества.

Схема точечной сварки

Скреплять можно чёрное и цветное железо, входящее в список значимых материалов на автомобильных авиационных и судостроительных заводах.

Основными преимуществами методики являются: высокие показатели производительности (до 10 заклёпок в секунду), нет необходимости использовать вспомогательные средства, достойные санитарные условия во время эксплуатации, точечная сварка может применятся в домашних условиях.

Скрепление элементов происходит за счёт сильного температурного влияния в месте прикосновения контактов.

В ходе реакции идёт кратковременное расплавление с последующим остыванием заготовки. Это и есть главный принцип действия точечной электросварки. Однако перед началом любых манипуляций рекомендуется внимательно изучить технику работы.

Принцип точечной электродуговой сварки

Технология процесса

Перед каждой операцией нужно тщательно очищать поверхность от грязи, ржавчины и прочих элементов. Если этого не сделать, велика вероятность получить хрупкое соединение. Затем оба предмета плотно соединяются плоскостями, и зажимаются между двух электродов. После через них пропускается электричество, которое и соединит предметы в данном месте.

Покупка такого оборудования обойдётся дорого, но любой желающий может сконструировать его из подручных средств. Схема простой точечной сварки будет отличным выбором, чтобы провести эксперимент и понять все тонкости сборки. Также агрегат легко создать из бытовых приборов, которые пришли в негодность. Например, контактная сварка своими руками часто делается из испорченных СВЧ печек.

Процесс точечной сварки

Самодельный аппарат из микроволновой печи

Задача этого этапа сконструировать удобный корпус и извлечь трансформатор из СВЧ печи. Если самодельная конструкция выйдет хорошей, точечная сварка будет приносить удовольствие. В качестве материала рекомендуется брать древесину. Изделие должно получиться в виде щипцов, при этом нижний брусок должен быть неподвижным, а верхний вертикально двигаться. К обеим частям проводятся шнуры от трансформатора, которые присоединяются к медным стержням (их закрепляют на конце агрегата). Также, для удобства, к кабелю подключается кнопка, нажатие которой будет подавать заряд на шпили.

Аппарат для сварки из микроволновой печи

Устройство для проведения точечной сварки практически сделано, остаётся сделать несколько моментов: ко вторичной обмотке подключается провод с вилкой, монтируется дополнительный выключатель, оголённые провода хорошо изолируются. Однако не нужно сразу приступать к эксплуатации, и аппарат для контактной точечной сварки необходимо протестировать на ненужных заготовках. Также, во избежание травм, следует правильно подготовить трансформатор.

Сборка трансформатора

Эта деталь является самой значимой, поскольку отвечает за увеличение выходного напряжения. Для качественного выполнения своих функций, он обязан иметь приемлемый показатель трансформации. Аппарат для точечной сварки, собранный своими рукам может нести опасность из-за сильного тока. Во избежание этого проводиться модификация:

получить доступ к первичной обмотке (срезать болгаркой боковую крышку) и аккуратно её извлечь;
удалить вторичный моток (можно не бояться его повредить, поскольку он в дальнейшем не пригодиться);
очистить сердечник от клея и бумаги;
при помощи резинового молотка забить первичный обратно.

Сборка аппарата для точечной сварки своими руками

Далее берётся толстый кабель с большим сечением, качественной изоляцией и за ранее установленными медными наконечниками. Он наматывается сверху первого мотка так, чтобы оба его конца выходили с одной стороны, и всё собирается обратно. На этом сварочный аппарат, а точнее его главная часть, готовы к использованию.

Создание электродов

Эти детали должны иметь высокую устойчивость к сильным перегревам. Тут отлично подойдут медные стержни с сечением не менее 15 мм. Можно сделать несколько контактов, которые будут иметь разную толщину. Таким образом можно проводить их замену в соответствии с проводимыми работами.

Ещё один вариант – использование двух жал от паяльника. Эти детали великолепно переносят большой жар, и прослужат долгое время.

Органы управления

Здесь имеется всего две системы управления: выключатель и кнопка подачи заряда. Первый монтируется в цепи первичной обмотки, чтобы придать вспомогательное сопротивление. Что касается подачи, то эту систему прикрепляют к верхнему щипцу. Это создаёт дополнительное удобство. Однако подавать энергию нужно после полного прикосновения шпилей. Иначе возникнет искра, которая может спалить контакты.

Контактная сварка

Довольно большое распространение получила технология контактной сварки. Она может использоваться для получения изделий самого различного предназначения. Для проведения сварочных работ требуется определенное оборудование и навыки. Стоит учитывать, что при отсутствии требуемых навыков получить качественное изделие будет довольно сложно. В некоторых случаях изготовить оборудование для контактной сварки можно своими руками. Рассмотрим особенности подобного процесса подробнее.

Технология контактной сварки

Современная контактная сварка предусматривает использование электрического тока, за счет которого проводится соединение металла между собой. Рассматриваемый метод контактной сварки предусматривает формирование электрической дуги, которая расплавляет металл. При повышении температуры в зоне воздействия металл становится пластичным, за счет чего молекулы начинают соединяться между собой. К особенностям метода соединения контактной сваркой можно отнести нижеприведенные моменты:

На мощность образующейся дуги оказывает влияние величина тока. Именно поэтому технология применяется при соединении самых различных деталей. При повышении показателя силы тока появляется возможность работать с металлам большой толщины.
Время воздействия и сила сжатия металлов также оказывает влияние на полученный результат. Стоит учитывать, что преимущества контактной сварки заключается именно в фиксации соединяемых элементов. За счет этого существенно повышается качество получаемого шва.

В целом можно сказать, что за счет применения специального оборудования создаются точки сварки.

На сегодняшний день выделяют различные виды контактной сварки. Наибольшее распространение получили следующие:

Шовная.
Точечная.
Рельефная.
Стыковая.

Контактная шовная сварка

Управление контактной сваркой можно провести при применении специального оборудования, которое можно изготовить самостоятельно или приобрести в специализированном магазине. Стоит учитывать, что обычный сварочный аппарат в подобном случае не подходит.

Сущность процесса

Процесс контактной сварки основан на кратковременном воздействии тока различной силы. При его прохождении через металл он нагревается, за счет чего существенно повышается степень пластичности. Главными положительными особенностями можно назвать следующие моменты:

При применении рассматриваемой технологии тепло формируется в самом теле заготовки. Для того чтобы исключить вероятность распространения тепла по всему материалу, скорость его подачи должна быть высокой. Именно поэтому применяется специальное сварочное оборудование.
Подаваемая сила тока должна быть высокой, а время нагрева незначительным. Как показывает практика, мощность при рассматриваемой обработке составляет несколько сотен и даже тысяч Ампер. При этом время воздействия составляет всего несколько долей секунд. Подобного результата можно достигнуть только при внутреннем выделении тепла в материале.
Применяемое оборудование позволяет существенно повысить производительность. Этот момент многие называют преимуществом контактной сварки. Сегодня проводится создание роботизированной техники, которая путем подачи тока проводят сваривание большого количества металла.
Обработка проходит без применения присадочного металла. Именно поэтому технология считается более экономичным в плане количества расходуемой энергии.
Нагрев происходит непосредственно в зоне воздействия. Именно поэтому не наблюдаются тепловые потери, если сравнить с технологией дуговой ручной сварки или других технологий.
Применяемое оборудование существенно облегчает процесс. При этом можно применять оборудование, которое автоматизирует обработку. На момент воздействия тока не образуется яркая вспышка, поэтому снижаются расходы на оборудование зоны обработки.

Точечная сварка на производстве

Сегодня контактная сварка применяется в случае конвейерного производства. Роботы могут проводить соединение металла практически без прерывно.

Не стоит забывать и о некоторых недостатках контактной сварки. Она также определяет особенности рассматриваемой технологии. Недостатки выглядят следующим образом:

Для того чтобы обеспечить высокое качество соединения должно применяться оборудование, которое может оказывать давление на заготовку.
Соединение может проводится только в случае, когда заготовки могут размещаться в специальной машине. Другими словами, есть определенные ограничения по размеру изделий.
Если шов должен быть большим, то существенно возрастает механическая мощность и сила подаваемого тока. Кроме этого, есть определенные ограничения, касающиеся толщины соединяемых элементов.
Технология не характеризуется универсальностью и маневренностью. Другими словами, провести работу на месте размещения изделий достаточно сложно, для этого зачастую создают самодельные конструкции.
Получаемый шов характеризуется низкой герметичностью.

Точечная контактная сварка

Кроме этого, покупное оборудование характеризуется высокой стоимостью. При обслуживании могут возникнуть серьезные проблемы. При желании можно создать самодельную конструкцию, которая характеризуется высокой эффективностью.

Подготовка поверхностей

Сама технология контактной сварки предусматривает использование специального оборудования. Для того чтобы получить качественный шов следует провести подготовку соединяемых поверхностей. Среди особенностей проводимой процедуры отметим следующие моменты:

Для начала нужно провести очистку поверхности от различных загрязнений. Использовать для этого можно абразивные материалы и специальные жидкости.
После очистки поверхности нужно проверить, чтобы не было механических дефектов.

Как правило, на конвейере размещаются заготовки, которые не требуют подготовки. Уделять внимание состоянию металлу следует только в случае самостоятельного проведения сварочных работ.

Машины для контактной сварки

Для того чтобы повысить производительность труда следует применять специальные машины для контактной сварки. Они бывают самого различного типа, при этом стоимость предложения может существенно отличаться. Машины контактные характеризуются следующими особенностями:

Высокая производительность.
Есть возможность автоматизировать процесс.
Высокий показатель качества получаемого соединения.
Бесшумность работы.
Высокая безопасность.

Самодельная машина для сварки

Классификация подобных устройств проводится по самым различным признакам. Примером можно назвать размеры корпуса и компоновку, диапазон мощности подаваемого тока. Установка контактной сварки может проводится в самых различных помещениях, однако должна учитываться техника безопасности. Примером можно назвать то, что устройство должно быть хорошо заземленным. Некоторые модели предусматривают питание от стандартной сети, другие нужно подключать к трехфазной.

Электроды для контактной сварки

Слабым местом рассматриваемой технологии можно назвать применение определенных электродов. Многие начинающие сварщики уделяют внимание тому, что стоимость подобных электродов относительно невысокая. К особенностям подобного стержня можно отнести нижеприведенные моменты:

На стержень оказывается высокое механическое воздействие. Именно поэтому основа должна быть прочной.
Применяемые материалы при изготовлении электродов должны обладать высокой электропроводностью.
Высокая термическая стойкость достигается только при применении специальных материалов.
Малый коэффициент теплоемкости.
Повышенный показатель прочности на сжатие.

Подобными свойствами обладает, к примеру, медь и некоторые другие сплавы на основе подобного металла.

Сварочный аппарат с медными электродами

Все расходные материалы можно разделить на несколько основных групп:

При контактной обработке в жестких условиях. Применять их можно для работы с хромистыми и цинковыми сплавами, а также бронзой. В состав может включаться титан и бериллий.
Электроды, которые применяются для работы при температуре нагрева около 300 градусов Цельсия. Подходят подобные варианты исполнения для работы с медными и алюминиевыми сплавами, а также углеродистыми и низколегированными сплавами. При производстве применяются различные медные сплавы.
Можно также встретить электроды для легких режимов эксплуатации. Примером можно назвать воздействие температуры 200 градусов Цельсия. При изготовлении основы применяется хромистая и кадмиевая бронза. Подобные варианты исполнения чаще всего применяются при роликовой контактной электрической сварке.

Подобные электроды поставляются с соответствующей маркировкой.

Дефекты сварки и контроль качества

На сегодняшний день рассматриваемая технология применяется чаще других по причине получения качественного шва и высокой производительности труда. Однако, применение неправильного оборудования и допущение ошибок может привести к появлению дефектов. Примером назовем нижеприведенные моменты:

Металл может прожигаться насквозь.
Появляются вмятины по причине сильного механического воздействия.
Герметичность шва небольшая.

Контроль качества в случае конвейерного производства предусматривает применение специального оборудования. При самостоятельном проведении работы зачастую проводится лишь визуальный контроль качества, сварщик на основе своего опыта ставит вывод, касающийся прочности соединения.

Разновидности контактной сварки

Контактная электрическая сварка классифицируется по различным признакам. Наибольшее распространение получили следующие разновидности технологии:

Точечная характеризуется тем, что после завершения процедуры не образуются трещины.
Рельефная считается разновидностью точечной.
Шовная также получила довольно большое распространение за счет существенного повышения качества соединения.
Конденсаторная характеризуется высокой эффективностью.

Контактная сварка определение указывает на то, что при соединении отдельных элементов должно оказываться давление. Сварка сопротивлением может применяться только при использовании определенного оборудования.

Точечная контактная сварка

на сегодняшний день подобная технология получила широкое распространение. Самодельная контактная сварка сегодня применяется часто при проведении работы в домашних условиях. Данный метод хорош тем, что после завершения сварки не появляются трещины. К другим особенностям технологии отнесем следующие моменты:

Принцип работы предусматривает оказание давления на поверхность. При этом оно постоянное.
Соединение отдельных элементов проводится внахлест. Для сварки провода подобная технология не подходит.
Перед проведением работы следует провести подготовку поверхности. Незначительные дефекты могут привести к снижению качества соединения.

Применение рассматриваемой технологии позволяет получить хорошее соединение в минимальные сроки. Бесконтактный метод предусматривает применение ручного оборудования, к примеру, инвертора.

Проводимая технология характеризуется довольно большим количеством. Последовательность действий следующая:

Для начала проводится подготовка поверхности к проводимой работы. Стоит учитывать, что в рассматриваемом случае она должна быть не просто очищена от загрязнения и окислений, но и не иметь существенных дефектов. В противном случае формирующееся поле будет неравномерным, что существенно снизит качество соединения.
Как правило, для прижима применяется ручное или механическое приспособление. За счет оказания давления существенно повышается интенсивность диффузии и прочность оказываемого шва.
При локальном воздействии электрического тока формируется сварочное соединение. За счет оказания сильного давления не образуется брызг, за счет чего повышается качество шва.

После соединения металла ток отключается. Для остывания шва требуется определенное количество времени. Как правило, давление оказывается электродами. Именно поэтому уделяется больше всего внимания именно выбору подобного расходного материала.

Рельефная сварка

Как ранее было отмечено, рельефная сварка напоминает точечную. Однако, рельефно точечная технология характеризуется следующими особенностями:

Листы помещаются с выступами между электродами, которые имеют плоскую форму.
Для соединения отдельных элементов применяется ток с высоким показателем.

За счет применения подобной технологии качество получаемого соединения существенно повышается.

Шовная сварка

Довольно большое распространение получила технология шовной обработки. Особенностями, которыми обладает шовный метод, можно назвать нижеприведенные моменты:

Соединение листов проводится внахлест.
Перед проведением работы требуется подготовка поверхности. Для этого проводится очистка поверхности при применении абразива и некоторых других химических веществ. Если поверхность имеет дефекты, то проводить подобную работу не нужно.
Для работы применяются электроды в форме роликов. Они, как правило, являются частью применяемого оборудования.
При проведении сварочной работы электроды постоянно вращаются. За счет этого обеспечивается недлительное воздействие на поверхность, но при этом шов равномерный.
Проводимый процесс непрерывный, за счет чего повышается качество получаемого соединения.

Шовная сварка алюминия

Рассматриваемая технология встречается сегодня крайне часто. Это связано с тем, что она позволяет получить герметичный шов, который будет характеризоваться высокой прочностью и надежностью.

Стыковая сварка

Для получения качественного соединения может применяться и стыковая технология термического воздействия. Она подходит для случая, когда соединяемые элементы имеют небольшую толщину. К особенностям этой технологии отнесем следующие моменты:

Используется меньший показатель силы тока.
Прочность соединения снижается.
На момент работы соединяемые элементы должны находится в неподвижном состоянии.

Для проведения рассматриваемой работы требуется специальное оборудование. Кроме этого, требуется и специальные электроды, которые подходят для стыковой сварки.

Обозначение контактной сварки на чертеже

Рассматриваемый тип соединения применяется крайне часто в последнее время, что связано с высокой производительностью технологии. Для упрощения работы инженеров на чертежах также проводится указание рассматриваемого соединения. Как правило, отображается обычная линия, к которой подводится полка с соответствующим обозначением.

В заключение отметим, что при самостоятельном проведении точечной обработки достаточно сложно добиться высокого качества. Это связано с тем, что для работы требуется специальное оборудование. При применении автоматизированного оборудования качество соединения весьма высокое. Однако, обходится оно достаточно дорого, целесообразно проводить установку в случае массового производства.

Большинство металлических изделий, которые нас окружают, изготовлены при помощи контактной сварки. Существуют различные виды сварки, но контактная позволяет создавать достаточно прочные и эстетично красивые швы. Поскольку металл сваривается не традиционным методом, то для такого процесса нужны электроды для контактной сварки.

Электроды для контактной сварки

Контактная сварка возможна только для сваривания двух металлических деталей, наложенных одна на другую, их невозможно соединить данным методом встык. В тот момент, когда обе детали зажаты токопроводящими элементами сварочного аппарата, кратковременно подается электрический ток, который плавит детали непосредственно в точке сжатия. Главным образом это возможно благодаря сопротивлению тока.

Конструкции электродов

Для работы с электродуговой сваркой также используются электроды, но они кардинально отличаются от токопроводящих элементов для контактной сварки, и не подходят для данного вида работ. Поскольку в момент сварки детали сдавливаются контактными частями сварочного аппарата, то электроды для контактной сварки способны проводить электрический ток, выдерживать нагрузку на сжатие и отводить тепло.

Диаметр электродов определяет насколько прочно и качественно будут сварены детали. Их диаметр должен быть в 2 раза толще сварного узла. Согласно государственным стандартам они бывают диаметром от 10 до 40 мм.

Свариваемый металл определяет форму применяемого электрода. Данные элементы, имеющие плоскую рабочую поверхность, используют для сварки обычных сталей. Сферическая форма идеально подходит для соединения меди, алюминия, высокоуглеродистых и легированных сталей.

Сферическая форма наиболее устойчива к сгоранию. Благодаря своей форме они способны выполнить большее количество сварных швов до заточки. Кроме того, применение такой формы позволяет варить любой металл. В то же время, если сваривать алюминий или магний плоской поверхностью, то будут образовываться вмятины.

Схема электрода для сварки

Посадочное место электрода часто выполнено в форме конуса или с резьбой. Данная конструкция позволяет избежать потерь тока и эффективно выполнить сжатие деталей. Посадочный конус может быть коротким, однако их применяют при малых усилиях и низких токах. Если используется крепление с резьбой, то зачастую через накидную гайку. Резьбовое крепление особенно актуально в специальных многоточечных машинах, так как необходим одинаковый зазор между клешнями.

Для выполнения сварки в глубине детали, применяются электроды искривленной конфигурации. Существует разнообразие изогнутых форм, поэтому при постоянной работе в таких условиях, необходимо иметь подборку различных форм. Однако пользоваться ими неудобно, и они имеют более низкую стойкость, в сравнении с прямыми, поэтому к ним прибегают в последнюю очередь.

Поскольку давление на фигурный электрод приходится не по его оси, во время нагрева он подвержен изгибанию, и об этом нужно помнить при выборе его формы. Кроме того, в такие моменты, возможно смещение рабочей поверхности искривленного электрода, по отношении к ровному. Поэтому в таких ситуациях обычно применяется сферическая рабочая поверхность. Не осевая нагрузка сказывается также на посадочном месте электрододержателя. Поэтому при чрезмерной нагрузке, нужно использовать электроды с увеличенным диаметром конуса.

Выполняя сварку в глубине детали можно использовать прямой электрод, если наклонить его по вертикали. Однако угол наклона должен быть не больше 30 о , так как при большем градусе наклона происходит деформация электрододержателя. В таких ситуациях применяют два изогнутых токопроводящих элемента.

Внешний вид электродов

Использование хомута в месте крепления фигурного электрода позволяет снизить нагрузку на конус и продлить срок службы посадочного места сварочного аппарата. При разработке фигурного электрода, необходимо вначале выполнить чертеж, затем изготовить из пластилина или дерева пробную модель, и только после этого приступать к его изготовлению.

В промышленной сварке применяется охлаждение контактной части. Зачастую такое охлаждение происходит через внутренний канал, но если электрод небольшого диаметра или происходит увеличенный нагрев, то охлаждающую жидкость подают снаружи. Однако наружное охлаждение допускается при условии, что свариваемые детали не поддаются коррозии.

Труднее всего охладить фигурный электрод из-за его конструкции. Для его охлаждения применяют тонкие медные трубки, которые располагаются по боковым частям. Однако даже при таких условиях он недостаточно хорошо охлаждается, поэтому не может варить в том же темпе, что и прямой электрод. В противном случае происходит его перегрев и срок эксплуатации сокращается.

Сварка в глубине маленькой детали производится фигурными электродами, а с большими деталями предпочтительнее использовать фигурные держатели. Преимуществом такого способа является возможность регулировать длину электрода.

Во время контактной сварки ось двух электродов должна быть 90 о по отношению к поверхности детали. Поэтому когда свариваются крупногабаритные детали с уклоном, используются поворотные, самоустанавливающиеся держатели, а сварка выполняется сферической рабочей поверхностью.

Стальная сетка диаметром до 5 мм сваривается пластинчатым электродом. Равномерное распределение нагрузки достигается путем свободного вращения вокруг своей оси верхнего токопроводящего контакта.

Хотя сферическая форма рабочей поверхности является самой устойчивой из остальных форм, все же она, вследствие тепловых и силовых нагрузок, теряет свою первоначальную форму. Если рабочая поверхность контакта увеличивается на 20 % от первоначального размера, то он считается непригодным, и его нужно затачивать. Заточка электродов контактной сварки производится в согласии ГОСТом 14111.

Материалы электродов для контактной сварки

Одним из решающих факторов качества сварного шва, является прочность на разрыв. Это определяется температурой сварной точки и зависит от теплофизических свойств материала проводника.

Медь в чистом виде неэффективна, поскольку является очень пластичным металлом и не имеет необходимой упругости, чтобы между сварными циклами восстановиться в геометрической форме. Кроме того, себестоимость материала относительно высока, а при таких свойствах электроды требовали бы регулярной замены, что привело бы к удорожанию процесса.

Использование упрочненной меди также не увенчалось успехом, так как снижение температуры рекристаллизации приводит к тому, что с каждой следующей сварной точкой износ рабочей поверхности будет увеличиваться. В свою очередь, эффективными оказались сплавы меди с рядом других металлов. К примеру, кадмий, бериллий, магний и цинк добавили твердости сплаву во время нагрева. В то же время железо, никель, хром и кремний позволяют выдерживать частые тепловые нагрузки и сохранять темп работы.

Электропроводность меди составляет 0,0172 Ом*мм 2 /м. Чем меньше этот показатель, тем наиболее он подходит в качестве материала электродов для контактной сварки.

В случае, если нужно сварить элементы из разных металлов или деталей разной толщины, тогда электротеплопроводность электрода должна составить до 40% от данного свойства чистой меди. Однако если выполнить весь проводник из такого сплава, то он будет достаточно быстро нагреваться, поскольку имеет высокое сопротивление.

Используя технологию составных конструкций можно добиться ощутимой экономии средств. В таких конструкциях материалы, используемые в основании, подбирают с высоким показателем электропроводности, а наружную или сменную часть изготавливают из тепло и износостойких сплавов. Например, металлокерамические сплавы, состоящие на 44 % из меди и на 56 % из вольфрама. Электропроводность такого сплава составляет 60 % от электропроводности меди, что позволяет минимальными усилиями нагреть сварную точку.

В зависимости от условий работы и поставленных задач, сплавы делятся на:

Тяжелые условия. Электроды, работающие при температуре до 500 о С, выполнены из сплавов бронз, хрома и циркония. Для сварки нержавейки используют сплавы бронз, легированных титаном и бериллием.
Средняя нагрузка. Сваркустандартно углеродистых, медных и алюминиевых деталей, производят электродами из сплавов, в которых марка меди для электродов, способная работать при температуре до 300 о С.
Легко нагруженные. Сплавы, в состав которых входит кадмиевая, хромистая и кремненикелевая бронзы, способны работать при температуре до 200 о С

Электроды для точечной сварки

Процесс точечной сварки объясняет сам себя из своего же названия. Соответственно сварочным мини швом является одна точка, размер которой обусловлен диаметром рабочей поверхности электрода.

Электродами для контактной точечной сварки являются стержни, выполненные из сплавов, в основе которых находится медь. Диаметр рабочей поверхности обусловлен ГОСТом 14111-90, и изготавливается в диапазоне от 10-40 мм. Электроды на точечную сварку тщательно подбираются, поскольку имеют различные свойства. Они выполняются как со сферической, так и с плоской рабочей поверхностью.

Криволинейный электрод для точечной сварки

Электроды для точечной сварки своими руками теоретически можно изготовить, но необходимо быть уверенным, что сплав соответствует заявленным требованиям. Кроме того нужно выдержать все размеры, что в домашних условиях не так-то просто. Поэтому, приобретая заводские токопроводящие элементы, можно рассчитывать на качественное выполнение сварочных работ.

Точечная сварка имеет массу плюсов, среди которых эстетическое сварочное пятно, простота эксплуатации сварочного аппарата и высокая производительность. Имеется также один недостаток, а именно отсутствие герметичного сварочного шва.

Электроды для шовной сварки

Одной из разновидностей контактной сварки являетс, шовная сварка. Однако электроды для шовной сварки – это также сплав металлов, только в форме ролика.

Ролики для шовной сварки бывают таких видов:

без скоса;
со скосом с одной стороны;
со скосом с обеих сторон.

Конфигурация свариваемой детали определяет, ролик какой формы следует использовать. В труднодоступных местах недопустимо применять ролик со скосом с обеих сторон. В этом случае подойдет ролик без скосов или со скосом с одной стороны. В свою очередь ролик со скосом на двух сторонах эффективнее прижимает детали и быстрее охлаждается.

Электроды-ролики для шовной сварки

Применение роликовой сварки помогает добиться герметичных сварочных швов, что позволяет использовать их в изготовлении емкостей и резервуаров.

Итак, контактная сварка позволяет производить высокотехнологичные швы, но чтобы добиться качественного результата, нужно тщательно следовать значениям, указанным в таблицах. Какую сварку выбрать, точечную или шовную, зависит от ваших потребностей.

Читайте также: