Машины контактной сварки это
Машины контактной сварки
Контактная сварка (электрическая) – это самый универсальный вариант соединения металлических заготовок, в результате которого получается достаточно надежное скрепление. Машины контактной сварки бывают разными в зависимости от условий их применения. Некоторые небольшие модели используются в цехах для малого бизнеса, большие установки входят в состав производственных линий. Но принцип работы у них одинаковый.
А суть принципа такова – электроэнергия, проходящая сквозь металлические заготовки, нагревает их до температуры плавления. При этом происходит прижим заготовок друг к другу с определенным давлением. В конечном итоге получается стык, который образуется на молекулярном уровне. Таким способом можно сваривать стальные заготовки, из цветного металла и различных сплавов.
Разновидности контактной сварки
Существует три вида контактной сварки:
Чтобы обеспечить качество сварного соединения, машина контактной сварки должна выполнять определенные действия. В первую очередь это ток, которым и производится сварка. Он должен быть необходимой силы, чтобы провести сам сварочный процесс. Второе действие – это необходимое усилие прижима двух заготовок. И третье – это время, в течение которого должна производиться сварка. Уменьшение воздействия тока приводит к непроварам, большее время – это прожоги.
Все три фактора определяют конструктивные особенности машин контактной сварки. То есть, от них будет зависеть и качество проведенного действия, и производительность самой машины. К ее основным узлам относятся:
Именно трансформатор и батарея делят машины контактной сварки по конструктивным особенностям.
Трансформаторы
Любой металл – это хороший электропроводник. Но на стыке двух заготовок образуется определенное сопротивление, для преодоления которого нужен ток значительной силы. И именно в зоне сопротивления образуется нагрев под действием электроэнергии. Если для небольших машин, выполняющих работы с металлами незначительной толщины, требуется ток величиною 3-5 кА, то в промышленном сварочном оборудовании это значение намного выше – 300-500 кА.
Теперь, что касается конструкции трансформаторной машины контактной сварки. В основе трансформатора лежат несколько позиций, которые определяют сам принцип работы.
Необходимо отметить, что трансформаторная машина контактной точечной сварки имеет один существенный недостаток. Часто возникает перекос фаз, а причины – высокая частота пусковых моментов и неравномерная нагрузка.
Конденсаторная батарея
Отличие этих моделей лишь в том, что в конденсаторных батареях накапливается электроэнергия, и сама машина питается от нее, а не от питающей сети. При этом зарядка батареи происходит постоянно, а значит, нагрузка на сеть равномерная без скачков, как это происходит на трансформаторных машинах контактной сварки.
Стыковой вид сварки производится без трансформатора. Заряд, накопленный внутри конденсаторной батареи, проходит между заготовками сразу после их соприкосновения. В этом случае легко добиться необходимой мощности импульса тока и его продолжительности. Настройка производится при замене емкости каждого конденсатора.
Шовная и точечная сварка производятся с применением трансформатора. То есть, после конденсаторного блока устанавливается трансформатор, который питается от аккумулированной энергии. Поэтому его работа становится равномерной, без больших нагрузок.
Механизм прижима
Электрическая сварочная часть машин контактной сварки практически одинаковая у всех моделей с небольшими несущественными отличиями. А вот механизмы прижима отличаются друг от друга значительно. Здесь две модельные позиции.
Системы управления
Качество сварочного процесса зависит от правильно выбранных параметров режима сваривания. К тому же необходимо отметить, что любой тип контактной сварки требует больших величин силы электрического тока, поэтому управление и коммутация самим процессом возможно только в первичной обмотке.
В машинах, устаревшего типа, для этого используется переключатели, которые соединяют разные секции первичной обмотки трансформатора. Разные комбинации соединяемых секций дают возможность регулировать силу тока на электродах. По сути, это были механические средства, которые обладали не очень высокой надежностью, периодически выходили из строя, конструкция их была неудобной и очень громоздкой.
Современные технологии настройки режимов сваривания – это тиристорные контакторы, с помощью которых производилась коммутация электрических цепей внутри машины контактной сварки. Аппараты для точечной и стыковой сварки дополнительно снабжаются микропроцессорами, с помощью которых облегчается процесс управления режимами, плюс производится контроль над сваркой.
Машины для контактной сварки – это в первую очередь быстрота и удобство соединения двух металлических заготовок. Здесь нет сложных операций, требующих специальных навыков. Поэтому научиться на них работать несложно.
Машины контактной сварки
Контактная сварка – универсальная технология, предназначенная для формирования неразъемных соединений самых разных металлических деталей и заготовок. Впервые была применена в XIX веке английским физиком Уильямом Томсоном. В России получила массовое распространение в середине XX века, когда оборудование для контактной сварки стало выпускаться серийно.
В XXI веке является одной из самых надежных, эффективных и постоянно совершенствуемых методик для неразъемного сжатия поверхностей. Принцип действия технологии основан на возможности бездиффузионного слияния кристаллических решеток стыкуемых заготовок. Сам процесс представляет собой соединение деталей путем разогрева пропускаемым электрическим током.
Благодаря высокому давлению металлические изделия нагреваются, их кристаллические решетки сжимаются и объединяются друг с другом, прочно удерживая стыкуемые элементы. Именно сдавливание делает этот способ пайки специфическим, а станки для контактной сварки – незаменимыми во многих сферах серийного производства и промышленности, строительства и быта.
Среди других машин и аппаратов, выполняющих соединение материалов посредством тока, они имеют немало преимуществ. Главные из них:
Машина контактной сварки – основные системы и узлы
Современные сварочные аппараты для соединения деталей, заготовок и профильных поверхностей – это сложные и мощные электромеханические установки для выполнения широкого круга работ. Чаще всего они имеют компактную и эргономичную конструкцию, занимающую минимум пространства. Оптимальный вес и габариты облегчают их транспортировку и перемещение по производственным площадям.
В комплектацию любого станка контактной сварки входит несколько систем – электрика, механическая часть, пневматика и гидравлика. С точки зрения функционала они различны между собой по мощности и, следовательно, по возможности соединения разных материалов (черный, цветной металл) и диаметров деталей, а также по типам приводов для зажимания заготовок.
В электрическую часть машины входит силовой трансформатор, регулирующий параметры подачи тока – его необходимую длительность, силу, амплитуду, форму и частоту. Механическая система включает в себя ряд конструктивных элементов, создающих условия для сдавливания и перемещения обрабатываемых заготовок. Это станина и кронштейны, консоли и электродержатели, специальные упоры и разные типы сварочных электродов.
К системам пневматики и гидравлики станков и машин для контактной точечной сварки относятся многочисленные устройства, а именно – краны, клапаны, штуцеры, манометры, фильтры, вентили, шланги. Управление аппаратами выделяется в самостоятельную электронную часть, состоящую из сложных элементов. В нее включены микропроцессоры, приводы сжатия и узлы, отвечающие за формирование силовых нагрузок.
Также установка снабжается выключателем, выполняемым в форме блока кнопок или педали. Кроме того, в зависимости от модификации, каждая машина контактной сварки поставляется с определенным набором дополнительных устройств, необходимых для рабочего процесса. Это могут быть различные скобы, сварочные пистолеты, специальные клещи, электроды. В состав сложных станций включаются два трансформатора, система водяного охлаждения и другие приборы.
Классификация станков контактной сварки
Российский и международный рынки насыщены огромным количеством сварочных аппаратов для разных видов соединений и заготовок из различных материалов, любых условий монтажа и эксплуатации, отраслей производства и сфер быта. Выбирая оборудование, покупатель должен четко определить – для чего нужна машина и какие задачи она будет выполнять.
В зависимости от функционала и модификации, цена установок варьируется в большую или меньшую сторону. Систематизация по методам сжатия поверхностей, техническим характеристикам и другим параметрам – важные критерии, необходимые для правильного выбора. Ниже рассмотрена классификация оборудования по основным признакам.
По типу сварки
По назначению
Классификация станков и машин для контактной сварки по данному признаку осуществляется с учетом ряда параметров. Они предоставляют возможность систематизировать агрегаты, используемые в производстве и на промышленных объектах. По назначению вся техника данной категории подразделяется на:
По уровню автоматизации
Осуществляем бесплатную доставку до транспортной компании с дальнейшей отгрузкой в города: Воронеж, Пенза, Волгоград, Астрахань, Краснодар, Сочи, Петрозаводск, Мурманск, Архангельск, Вологда, Ижевск, Уфа, Пермь, Сыктывкар, Ухта, Тюмень, Нижневартовск, Сургут, Челябинск, Омск, Барнаул, Кемерово, Новокузнецк, Абакан, Красноярск, Иркутск, Чита, Хабаровск, Благовещенск, Владивосток и другие города России.
Данный сайт носит исключительно информационный характер и не является публичной офертой, определяемой Статьёй 437 (2) ГК РФ. Актуальную информацию о внешнем виде, технических характеристиках, наличии на складе и стоимости товаров запрашивайте в отделе продаж. Каждый раз, оставляя свои данные в любой форме обратной связи на нашем сайте, Вы даёте своё согласие на обработку персональных данных.
Машина контактной сварки — что это такое? Статья для новичков
Контактная сварка является по-настоящему универсальной технологией выполнения соединений неразъемного вида самых разнообразных металлов. Ее можно использовать и на производстве, и в бытовых условиях, главное, чтобы машина контактной сварки для решения конкретных сварочных задач выбиралась правильно и грамотно.
Общие сведения
Контактная сварка — это способ соединения металлов путем формирования сварной точки за счет одновременного нагрева и деформации металлических заготовок. Заготовки помещаются между двумя металлическими электродами.
При этом заготовки сдавливают и локально нагревают в местах соприкосновения, за счет подогрева и плавления материала заготовок создается сварная точка.
Качество такого сварного соединения зависит от количества точек, их диаметра и плотности расположения. Чем больше точек и чем больше их диаметр, тем надежнее сварной шов.
В производстве применяют различные сварочные технологии, в числе которых ручная дуговая и полуавтоматическая. Они имеют свои преимущества, но полезны, скорее, в условиях ручного труда.
В условиях крупного производства с конвейерными линиями эффективность таких способов будет невысокой.
Для серийного и массового производства рациональнее применять машины контактной сварки – аппараты для бесперебойного сварочного процесса на крупных предприятиях с конвейерным типом производства.
Обычно на предприятиях используют стационарные модели, хотя для гибких производств использование передвижных или подвесных моделей может оказаться более рациональным.
История
В 1856 году английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) впервые применил стыковую сварку. В 1877 году американский исследователь Элиу Томсон независимо от него разработал стыковую сварку и внедрил её в промышленности. В том же 1877 году русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос предложил способы контактной точечной и шовной сварки.
Для осуществления процессов контактной точечной сварки использовались специальные клещи с угольными электродами, к которым подводился электрический ток. Затем две сложенные одна на другую стальные пластины зажимались клещами, а ток, подведённый к угольным электродам, проходя через металл, давал достаточное количество теплоты для образования сварной точки.
В 1886 году Элиу Томсон, занимавшийся исследованиями и разработками в области контактной сварки, подал заявку на патент, защищающий принципиально новый способ электрической сварки, описываемый следующим образом: «свариваемые предметы приводятся в соприкосновение местами, которые должны быть сварены, и через них пропускается ток громадной силы — до 200 000 ампер при низком напряжении — 1-2 вольт. Место соприкосновения представит току наибольшее сопротивление и потому сильно нагреется. Если в этот момент начать сжимать свариваемые части и проковывать место сварки, то после охлаждения предметы окажутся хорошо сваренными». Способ сварки называли «электрической ковкой», или «безогненным методом сварки».
В конце XIX века стыковая контактная сварка применялась для соединения телеграфных проводов. В своих дальнейших исследованиях Элиу Томсон стал комбинировать нагрев электрическим током с пластическими деформациями, возможными благодаря применению гидравлических систем сжатия. К началу XX века относятся сообщения о применении фирмой Fiat контактной сварки для изготовления самолётных двигателей.
В 1928 году фирма Stout Metal Airplane Company (отделение фирмы Ford Motor) использовала контактную сварку на линиях изготовления конструкций из дюралюминия. В начале 1930-х годов в США были проведены испытания контактной сварки легкоплавких металлов и их сплавов. В ходе проведённых исследований были разработаны технологии и оборудование, которые стали использовать в производстве фирмы Douglas, Boeing и Sikorsky Aircraft.
Теория
Основные параметры режима всех способов контактной сварки — это сила сварочного тока, длительность его импульса и усилие сжатия деталей. Теплота в свариваемом металле выделяется при прохождении через него импульса тока длительностью в соответствии с законом Джоуля — Ленца:
За величину принимают сопротивление столбика металла между электродами. При расчёте сварочного тока и времени импульса сварочного трансформатора, — исходный параметр, так как его легко рассчитать, зная материал детали, её толщину и требуемую температуру сварки. При этом сопротивлениями в контактах между деталями и между электродами и деталями пренебрегают.
50 мкОм) сопровождается интенсивным ростом нагрева по мере падения в процессе увеличения сварного ядра. При достижении равенства нагрев достигает максимума, а затем, по мере ещё большего снижения (по достижении требуемого размера ядра), уменьшается. Таким образом, сварка на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (а их большинство) сопровождается нестационарным нагревом и нестабильным качеством соединений. Уменьшить этот недостаток можно надёжным сжатием зачищенных деталей, обеспечивающим поддержание на минимальном уровне, либо поддерживая высокий уровень за счёт слабого сжатия деталей и разделения импульса сварочного тока на несколько более коротких импульсов. Последнее ещё и экономит энергию и обеспечивает прецизионное соединение с остаточной деформацией 2…5 %.
При сварке на машинах с большим сопротивлением вторичного контура (> 500 мкОм) снижение в процессе сварки практически не влияет на выделение теплоты, нагрев остаётся стационарным, что характерно для сварки на подвесных машинах с длинным кабелем во вторичном контуре. Сваренные на них соединения обладают более стабильным качеством.
Основные понятия
Машины для сварки используются как для стыковой шовной сварки, так и для точечной по принципу споттер.
Рабочий процесс такой универсальной машины состоит в том, что за счет образуемого давления, непосредственно в месте крепления материалов образуется мост между кристаллическими решетками стыкуемых заготовок.
Существует несколько различных стыковых приемов, которые способны активировать образование данных мостов.
В первую очередь, их сформировать можно за счет ультразвукового воздействия, которое преобразуется в колебания механического типа, после чего производится сильное сжатие скрепляемых деталей.
Кроме этого, формирование такого моста можно добиться за счет трения поверхностей заготовок друг о друга и после того, как они хорошо разогреются с определенным усилием, их сдавливают между собой.
Объединить кристаллические решетки между заготовками можно и при помощи сдавливания, которое вызовет пластическую деформацию рабочих поверхностей.
Образование моста происходит и при нагревании заготовок при помощи газовой горелки и последующим их сжатием между собой.
В машинах, предназначенных для контактной сварки, образование моста происходит путем разогрева рабочих зон электрическим током и последующим их сильным сдавливанием, так называемый метод споттер.
Все сварочные машины, которые предназначены для выполнения контактной сварки своими руками методом споттер, для разогрева поверхностей двух различных металлических заготовок используют электрический ток.
После того как детали нагреются до заданной температуры, происходит их опрессовка, вследствие которой и получается сварочный шов высокого качества исполнения.
Данный метод получения сварочного соединения под давлением достаточно широко востребован, так как позволяет выполнять работу с металлическими поверхностями самых разных видов.
Следует отметить и то, что управление процессом шовной сварки на специальной машине производится своими руками со специального пульта.
При этом оператор обязательно должен контролировать весь ход выполняемых работ. По производительности машины для контактной сварки в несколько раз превосходят ручные аппараты.
При этом они имеют более сложное устройство и большие габариты, что исключает их использование в условиях дома.
1 Суть контактной сварки – общее описание технологии
Под контактной сваркой понимают процесс формирования сварного соединения под действием нагрева электрическим током металла и пластической деформации области соединения, вызываемой воздействием сжимающего усилия. Перед другими вариантами соединения материалов она имеет немало преимуществ, в частности таких:
Стыковая сварка впервые была выполнена в середине 19-го столетия по методике, разработанной Уильямом Томсоном из Англии. В течение последующих двух десятков лет процесс совершенствовался. В нашей стране он стал применяться промышленными предприятиями в 1930-х годах, когда машины контактной сварки начали изготавливать серийно.
На данный момент имеется несколько наиболее востребованных вариантов осуществления контактных сварочных работ:
В зависимости от того, какое соединение планируется получить, выбирается аппарат (станок) контактной сварки. При этом важно, чтобы он позволял:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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.
Рассматриваемый метод обработки указывается в соответствии с ГОСТ 15878-79. Стоит учитывать, что при точечном воздействии отображаются своеобразные крестики, если шов роликовый, то для этого используется сплошная линия.
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.