Контактная точечная и стыковая сварка. Сущность процессов, режимы сварки, оборудование.

При контактной сварке соединение осуществляется за счёт нагрева их теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через находящееся в контакте заготовки и приложения к ним давления. Контактная сварка подразделяется на: стыковую и точечную.

При сварке сопротивлением чисто обработанные сопротивлением торцы заготовок закреплённых в зажимах сварочной машины, приводят в плотное сопротивление и включают сварочный ток. После нагрева до пластического состояния прикладывают усилия и производят осадку на необходимую величину с одновременным выключением сварочного тока. В результате сварочной пластической деформации торцов происходит образование сварочного соединения.

При стыковой сварке непрерывным оплавлением закреплённые в зажимах машины свариваемые заготовки сближаются при выключенном токе. Возникающие электрические контакты – перемычки взрывоопасно разрушаются при плавлении с выбросом частиц и оксидов металла и образованием на торцах небольших кратеров с расплавом.

Газовая сварка: сущность, строение газосварочного пламени, свариваемые материалы, флюсы, оборудование, применение.

При газовой сварке нагрев кромок соединяемых частей производится пламенем, образующимся при сжигании газов в смеси с технически чистым кислородом на выходе из сварочной горелки. Основным горючим газом является ацетилен, но иногда применяются

Природный газ, пропан-бутановая смесь, водород и другие горючие газы.

Газовой сваркой можно сваривать почти все металлы, используемые в технике, причем такие металлы и сплавы, как чугун, медь, свинец, латунь, легче поддаются газовой сварке, чем дуговой. В сварочном пламени различают три зоны: ядро, среднюю восстановительную зону и факел (окислительную зону).

Сварка взрывом.

Сварка взрывом – это процесс соединения материалов, находящихся в твердой фазе, за счет пластической деформации соударяющихся под углом поверхностей заготовок при воздействии импульса давления, создаваемого взрывом.

Сварку взрывом осуществляют в специальных камерах и на открытом пространстве. Она не требует сложного оборудования и может быть автоматизирована. Сварка взрывом является промежуточной операцией при прокатке, волочении, экструзии слоистых материалов.

Сварка взрывом не требует нагрева свариваемых частей и протекает независимо от площади соединения практически мгновенно, как это свойственно всем взрывным процессам, в течение миллионных долей секунды. Она позволяет получать монолитные соединения практически неограниченной площади.

Холодная сварка — технологический процесс сварки давлением с пластическим деформированием соединяемых поверхностей заготовок без дополнительного нагрева внешними источниками тепла. Этот метод сварки базируется на пластической деформации металлов в месте их соединения при сжатии и / или путём сдвига (скольжения). Сварка происходит при нормальных или отрицательных температурах мгновенно в результате схватывания (без диффузии).

Холодная сварка может быть точечной, шовной и стыковой. Холодной сваркой можно соединять, например, алюминий, медь, свинец, цинк, никель, серебро, кадмий, железо.

Сварной шов при холодной сварке металла не загрязняется примесями, имеет высокую однородность и высокие показатели коррозионной стойкости и стабильности электрического сопротивления.

К недостаткам холодной сварки можно отнести сравнительно небольшую номенклатуру свариваемых материалов (свариваются только металлы и сплавы с высокой пластичностью) и значительные расходы металла на величину припуска под стыковую сварку.

Ультразвуковая сварка - сварка, источником энергии при которой являются ультразвуковые колебания.

Используется для сварки металлов, пластмасс, тканей, кожи, металлов со стеклом, полупроводниковыми материалами и др. Ультразвуковая сварка применяется при точечной, шовной и контурной сварке. Ультразвуковая сварка осуществляется при помощи непрерывно генерируемого ультразвука частотой 18-180 кГц. мощностью 0,01 - 10 кВт. Сварка происходит при одновременном воздействии на свариваемые поверхности механических ВЧ колебаний, внешнего давления, прикладываемого перпендикулярно к свариваемым поверхностям и теплового эффекта от ВЧ колебаний. При воздействии ВЧ колебаний происходит сухое трение частиц в свариваемых поверхностях. Под действием сухого трения разрушаются поверхностные пленки (оксидные и их адсорбированных газов). Затем сухое трение сменятся на чистое трение, при котором образуются узлы схватывания. Образуются общие зерна, принадлежащие двум свариваемым поверхностям и общая граница между поверхностным зернами.

Типы сварных соединений металлов при ультразвуковой сварке: внахлестку; по рельефам; с раздавливанием кромок; встык круглого элемента с плоским; крестообразное, круглых элементов; параллельное, круглых элементов; многослойных деталей и пленок; угловое и др.

Преимущества

• сварки может производиться по загрязненным поверхностям, поэтому нe требуется предварительная подготовка поверхностей - только обезжиривание;

• выделение теплоты в зоне сварки ограничено по размерам, что не допускает перегрев при сваривании пластмасс;

• неразъемного соединения при сварке пластмасс возможно на большом удалении от точки ввода УЗ энергии;

• сварка возможна в труднодоступных местах;

• отсутствие вредных выделений;

• малое время нагрева соединения до температуры сварки - доли секунды;

• допускается сварка очень тонких (до 0,001 мм.) листов.

Недостатки

• необходимость использования дорогих генераторов ультразвука;

• мал диапазон толщин свариваемых материалов;

• необходимость дополнительного внешнего сжатия деталей.

Для УЗ сварки используются машины, разделяющиеся на машины для точечной контурной прессовой сварки, шовной и шовно-шаговой сварки, переносные установки, такие как ручные пистолеты малой мощности. Мощность машин составляет 100 - 1500Вт. Используемая частота - 20-22 кГц.

Плазменная сварка - сварка, источником энергии при которой является плазменный поток.

Используется для сварки нержавеющих сталей, вольфрама, молибдена, сплавов никеля в авиационной промышленности, приборостроении. Плазменная сварка характеризуется глубоким проплавлением металла, что позволяет сваривать металлические листы толщиной до 9 мм. Выполняется в любом положении в пространстве

В плазменной сварке для получении плазмы применяются плазменные горелки, состоящие из вольфрамового электрода, труб водяного охлаждения, подачи газа, сопла плазмы.

Температура в плазменной дуге достигает 30 000°С, в отличие от плазмы электрической дуги, температура которой - 5000–7000°С.

В плазменной сварке возможны следующие разновидности:

• сварка плазменной дугой, горящей между не плавящимся электродом и изделием,

• сварка плазменной струей, горящей между не плавящимся электродом и соплом плазмотрона. Плазма выдувается газовой струей.

В качестве плазмообразующего газа используются: азот, кислород, аргон, воздух.

В зависимости от величины тока в плазме различают следующие виды плазменной сварки: микроплазменная (0,1–25 А); на средних токах (50–150А); на больших токах (ток более 150А).

Микроплазменная сварка позволяет избежать прожогов в металле. Сварка на больших токах происходит с полным проплавлением металла. При этом образуется отверстие, разрезание деталей с последующей заваркой.

Преимущества

Сварка плазменной дугой в отличие от дуговой электрической имеет следующие преимущества:

• в плазменной сварке процесс сварки менее чувствителен к изменению длины электрической дуги;

• процесс протекает с большей температурой;

• имеет меньший диаметр дуги, которая имеет цилиндрическую форму;

• дуга горит на малых токах - от 0,2 до 30 А.

Недостатки

• часть энергии при плазменной сварке рассеивается в окружающее пространство и на нагрев электродов;

• необходимость подвода плазмообразующего газа и воды.

Электрошлаковая сварка (ЭШС) — вид электрошлакового процесса, сварочная технология, использующая для нагрева зоны плавления теплом шлаковой ванны, нагреваемой электрическим током. Шлак защищает зону кристаллизации от окисления и насыщения водородом. Процесс сварки является бездуговым. В отличие от дуговой сварки для расплавления основного и присадочного металлов используют теплоту, выделяющуюся при прохождении сварочного тока через расплавленный электропроводный шлак (флюс). Затем электрод погружают в шлаковую ванну, горение дуги прекращается и ток начинает проходить через расплавленный шлак.По виду электрода различают электрошлаковую сварку проволочным, пластинчатым электродом и плавящимся мундштуком; по наличию колебаний электрода — без колебаний и с колебаниями электрода; по числу электродов — одно-, двух- и многоэлектродную.