Контактная стыковая сварка: оборудование, способы и технология процесса

Создание любой металлической конструкции всегда подразумевает надежное и прочное соединение отдельных узлов и деталей в единый механический агрегат. Конечно, металлическое изделие может изготавливаться как монолитная, цельная деталь, например с помощью литья. Однако чаще всего приходится создавать неразъемное соединение способом межатомных связей металла, сопровождающихся высоким нагревом места стыковки деталей. Проще сказать – контактной стыковой сваркой.

Оборудование, методы и технология процесса интересуют многих начинающих сварщиков. Такой вид соединения широко применяется в авиакосмической и автомобильной отрасли промышленного производства, так как позволяет создавать прочный и надежный сварочный шов.


Особенности стыковой сварки

Сварка различных материалов стыковым способом является одной из разновидностей прочного соединения под воздействием усилия сжатия и электрического тока. То есть соединяемые при контактной стыковой сварке детали одновременно прижимают друг к другу и разогревают электрической дугой.

Если осуществляется нагрев места стыкуемых деталей до пластичного состояния (без расплавления), то такой вид соединения называется сваркой сопротивлением. При нагреве заготовок до оплавления кромки стыка сварочных соединений говорят об использовании метода оплавления. Каждый из этих способов применяется в определенных ситуациях, которые оценивает сварщик, в зависимости от требований к качеству и надежности соединительного шва, а также применяемого оборудования.

Наличие дефектов сварных швов намного ухудшает качество выполняемых работ. Поэтому, чтобы устранить эту неприятность, необходимо предварительно производить хорошую очистку контактирующих поверхностей от окислов, неровностей и загрязнений.


Недостатки сварки

К некоторым недостаткам этого вида сварки можно отнести:

  • большое потребление электрической энергии;
  • достаточно высокую цену аппарата контактной сварки для домашнего применения, поэтому самостоятельно лучше всего производить соединение встык вручную;
  • необходимость строгого соблюдения требований к размеру поверхности стыкуемых деталей;
  • сложность проведения сварки в условиях повышенной влажности.

Виды стыковой сварки

Сварочный процесс стыкового соединения происходит на основе закона Джоуля - Ленца. Процесс межатомных связей протекает под действием электрического тока путем сильного сжатия, прилагаемого к контактной поверхности изделия.

Существуют две разновидности стыковой контактной сварки:

  • сварка сопротивлением;
  • сварка оплавлением.

В сущности, оба этих способа используют один и тот же технологический электродеформационный процесс, но есть и особые отличия.

Сварка сопротивлением

Уникальность этого способа - в том, что процесс соединения деталей протекает без плавления основания. В этом случае металлическая поверхность подвергается сильной пластической деформации. Конструктивно стержни для сварки подключены к электрическому току, и при соприкосновении их с поверхностью металла образуется замкнутая цепь. В месте контакта появляется высокое сопротивление, которое осуществляет небольшой нагрев. Стержни, разогретые до определенного значения, плотно прижимаются друг к другу, и подача тока отключается.

После разогретые стержни начинают затвердевать, поэтому такая технология и получила название сварки сопротивлением. Чтобы избежать дефекта сварного шва, поверхности свариваемых изделий необходимо подвергать тщательной предварительной обработке, чтобы при сцеплении металла не было никаких мельчайших частиц инородного происхождения.

Сварка сопротивлением применяется для соединения проволоки или труб, причем материалы могут быть разными (сталь и медь, чугун и алюминий).

Соединение оплавлением

Отличительной особенностью контактной стыковой сварки оплавлением является подача напряжения на трансформатор до момента контакта свариваемых поверхностей. В таком случае выступающие микронеровности поверхности нагреваются и сминаются. Поэтому электрический ток протекает не по большему выступу, а сразу по всей плоскости контакта.

Различают два вида контактной стыковой сварки методом оплавления поверхности:

  1. Непрерывная сварка характеризуется плавным передвижением двух частей изделия, зажатых в специальных зажимах сварочного агрегата, навстречу друг другу. Затем осуществляется подача тока, и детали сцепляются, контактируя всей плоскостью. Детали свариваются, после чего происходит осадка на определенное значение и отключение электрического тока.
  2. Прерывистое оплавление происходит за счет чередования моментов уплотнения и ослабления стыков, при этом электроток остается включенным. Такое поступательно-возвратное движение замыкает цепь до температуры плавления материала.

Требования к поверхности и технология очистки

Поверхности соединяемых материалов для получения качественного сварного шва должны соответствовать некоторым требованиям:

  1. Значение сопротивления по всей плоскости контакта должно быть приблизительно равным.
  2. Сопротивление электрическому току должно иметь минимальное значение.
  3. Плоскости двух свариваемых поверхностей должны совпадать по уровню расположения.
  4. Ровный вид поверхности – залог качественной сварки.
    Зачистка сварочного соединения

Чтобы выполнить эти условия, необходимо произвести предварительную подготовку поверхности. Для этого нужно:

  1. Выполнить обезжиривание места соединения.
  2. Произвести удаление оксидной пленки по всей плоскости контакта.
  3. Выполнить нейтрализацию стыка.
  4. Хорошо просушить поверхность.
Очистка поверхности перед сваркой

После очистки нужно визуально проконтролировать готовность поверхностей к выполнению сварочных работ.

Машины для стыковой сварки

С помощью специальных машин контактно-стыковой сварки чаще всего осуществляется сварка полиэтиленовых труб, так как материал этих изделий легко поддается стыковому виду контактного соединения.

Стационарная машина для контактной стыковой сварки

Существуют следующие разновидности сварочных агрегатов:

  • передвижные;
  • стационарные;
  • подвесные;
  • универсальные;
  • специализированные.
Машина для листовой стыковой сварки

Конструкция любой сварочной машины включает в себя электрический и механический узел, а также систему водяного охлаждения и пневматическое устройство подачи заготовки.

Контактно-стыковая сварка труб из полиэтилена немного отличается от соединения металлических изделий. Поскольку пластический материал не является проводником электрического тока, то разогрев торцов труб осуществляется специальными нагревательными элементами. В остальном технология стыковой сварки полиэтиленовых труб аналогична соединению других поверхностей.

Передвижной аппарат для контактной стыковой сварки труб

Ручная стыковая сварка

В домашних условиях применение аппарата контактной сварки является нерентабельным, поэтому трубы небольшого диаметра можно сваривать вручную. При этом, чтобы добиться качественного соединения, необходимо с помощью тренировок набраться опыта в выполнении работ.

Ручная контактная стыковая сварка

Технологические этапы процесса ручной стыковой сварки выглядят следующим образом:

  1. Подготовить рабочее пространство согласно требованиям техники безопасности.
  2. Произвести надежное фиксирование заготовок. Крепление можно осуществлять с помощью специальных зажимов, однако в бытовых условиях чаще всего используются кирпичи или углубления в земле. Главное, чтобы детали оставались неподвижными.
  3. С помощью наждачной бумаги или напильника произвести очистку свариваемых поверхностей.
  4. При нагревании места контактной стыковой сварки давление необходимо прикладывать в точку соединения.
  5. Охлаждение шва осуществляется естественным путем - на воздухе.

При сильном ветре на улице работы желательно прекратить, чтобы исключить попадание пыли или песка в зону сварки. В дождливую погоду работы можно проводить под специальным навесом.

Дефекты стыковых соединений

Долговременное функционирование любого механического устройства во многом зависит от качественного визуального контроля выполненной работы. Поэтому каждый сварщик должен знать и уметь оценивать основные дефекты, которые могут возникнуть в процессе сварки.

К основным дефектам контактной стыковой сварки относятся:

  1. Непровар сварного шва, который проявляется в частичной металлической связи. Чаще всего причиной этого дефекта является наличие в месте стыка оксидной пленки, а также слабый прогрев торцов деталей.
  2. Трещины и расслоение шва, которые могут возникать при быстром охлаждении материала после сварки.
  3. Искривление волокон в сварочной области также может быть спровоцировано чрезмерной осадкой.
  4. Загрязнение места соединения различными включениями, крупное зерно на сварном шве относятся к дефектам структуры. Такие неприятности возникают при окислении шва или его перегреве.

Стыковая контактная сварка, по мнению специалистов, является надежным и качественным способом соединения деталей из различных материалов. Благодаря возможности выполнения процесса в автоматическом режиме она широко используется на промышленных предприятиях для соединения сложных узлов многих механических устройств.

Контактная сварка сделать самому своими руками. Технология ...
Особенности контактной сварки своими руками. Технология изготовления контактной точечной сварка в домашних условиях. Сфера применения и виды контактного соединения металлических поверхностей. Самостоятельное изготовление аппарата для точечной сварки ...
далее
Сварка: способы сварки и технология. Классификация способов сварки
Сварка – это получение неразъемных соединений путем нагрева и расплавления кромок соединяемых деталей.
далее
Электросварщики ручной сварки: разряды, должностная инструкция, ...
Инструкция по охране труда сварщика, требования должностной инструкции специалиста, что должен уметь работник в соответствии с квалификационным разрядом.
далее
Основные разновидности сварки
По прочности и надежности со сварными соединениями мало что может сравниться. Сегодня современные технологии сварки позволяют применять ее не только при выполнении строительных и ремонтных работ, но и в медицинских целях.
далее
Сварка металлоконструкций: технология и специфические особенности
Одним из наиболее часто применяемых в производстве массовых и мелкосерийных изделий способов соединения деталей является сварка. С ее помощью можно собрать практически любое сопряжение элементов – тавровое, угловое, торцевое и нахлесточное.
далее
Узнаем как варят полуавтоматом? Режимы сварки полуавтоматом. Полуавтомат для сварки алюминия
Сварка – целое искусство. Профессиональные сварщики ценятся едва ли не на вес золота везде: их не хватает не только для домашних нужд, но и для промышленности. Во многом это связано с тем, что далеко не каждый специалист знает все технологические аспекты сложных производственных операций.
далее
Узнаем как варят полуавтоматом? Режимы сварки полуавтоматом. Полуавтомат для сварки алюминия
Узнаем как будет правильно сварить металл электросваркой или инвертором? Технология правильной сварки
В современной торговой сети имеется большое разнообразие сварочных аппаратов, инверторов, средств защиты при проведении сварочных работ. Они доступны любому, следовательно, купив соответствующее оборудование, можно самостоятельно эти сварочные работы выполнять.
далее
Узнаем как будет правильно сварить металл электросваркой или инвертором? Технология правильной сварки
Аргоновая сварка: оборудование и технология работы
Аргонный метод сварки (система TIG) в основном используется для работы с тонкостенными заготовками толщиной не более 6 мм. По конфигурации выполнения и видам доступного для обслуживания металла эту технологию можно назвать универсальной. Ограничения сферы применения аргоновой сварки обуславливаются лишь ее низкой эффективностью в работе с большими объемами. Техника ориентируется на высокую точность операции, но при больших ресурсах.
далее
Аргоновая сварка: оборудование и технология работы
Алюминиевые и медные провода - как соединить? Клеммники для соединения проводов
При ремонте (пусть даже и косметическом) мы нередко сталкиваемся с необходимостью приведения в порядок электропроводки. В старых домах бывает так, что провода являются едва ли не ровесниками хозяев квартиры, а потому просто необходимо заменить целые участки проводки.
далее
Алюминиевые и медные провода - как соединить? Клеммники для соединения проводов
Сварной шов - надежный способ соединить детали
Сварной шов - место соединения двух или нескольких деталей, которое образуется в результате процесса кристаллизации металлического расплава, находящегося в сварочной ванне. Все существующие на настоящее время виды швов позволяют соединять детали различной толщины из самых разнообразных металлов. Кроме того, разработано множество способов, которые призваны улучшать характеристики сварного шва и повышать надежность подобного соединения.
далее
Сварной шов - надежный способ соединить детали