Контактная точечная сварка. Сущность. Основные данные. Учебное пособие. Евгений Кочунов

й издательской системе Ridero

      Контактная точечная сварка

      Точечная сварка является разновидностью контактной сварки. При этом способе, нагрев металла до температуры его плавления осуществляется теплом, которое образуется при прохождении большого электрического тока от одной детали к другой через место их контакта.

      Контактная сварка известна со второй половины прошлого века. В 1856 г. известный английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) впервые предложил и применил стыковую сварку. В 1877 г. Э. Томсон (США) запатентовал стыковую сварку сопротивлением. Несколько позже, в 1888 г., русский изобретатель H. Н. Бенардос запатентовал точечную и шовную сварку (по некоторым источникам – в том же 1877 г.). Стыковая сварка оплавлением была разработана в 1903 г. Широкое использование контактной сварки в нашей стране началось в 30-х годах XX в. после создания индустриальной базы.

      Контактная сварка используется преимущественно в промышленном массовом или серийном производстве однотипных изделий. Область применения контактной сварки чрезвычайно широка – от крупногабаритных строительных конструкций, космических аппаратов до миниатюрных полупроводниковых устройств и пленочных микросхем.

      Контактной сваркой можно успешно соединять практически все известные конструкционные материалы – низкоуглеродистые и легированные стали, жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы, сплавы на основе алюминия, магния и титана и др.

      Точечная сварка – наиболее распространенный способ, на долю которого приходится около 70% всех соединений, выполняемых контактной сваркой. Этот способ сварки широко используют в автомобиле- и вагоностроении, авиастроении, строительстве, радиоэлектронике и т. д. Например, в конструкциях современных авиалайнеров насчитывается несколько миллионов сварных точек, автомобилей – до 5000—7000, пассажирских железнодорожных вагонов – порядка 30000 точек. Диапазон свариваемых толщин – от нескольких микрометров до 30 мм.

      Стыковая сварка, преимущественно сварка оплавлением, составляет более 10% от общего объема применения контактной сварки.

      Стыковую сварку сопротивлением применяют в основном при соединении проволоки, стержней и труб из углеродистой и легированной стали относительно малых компактных сечений. В связи с тем, что не всегда удается обеспечить соединение высокого качества, этот способ используют ограниченно.

      Более широкое применение нашла стыковая сварка оплавлением, ее успешно используют при соединении трубопроводов, железнодорожных рельсов (бесстыковые пути) в стационарных и полевых условиях, длинномерных заготовок из различных конструкционных сталей и сплавов, цветных металлов и др.

      Стыковая сварка применяется при производстве режущего инструмента. Например, рабочая (режущая) часть, выполненная из инструментальных сталей и сплавов, сваривается с хвостовой (крепежной) частью из углеродистых качественных сталей, что удешевляет инструмент и улучшает его эксплуатационные характеристики.

      Шовная сварка по объему применения занимает третье место среди контактных способов (около 10%) и используется при изготовлении различных емкостей, корпусов изделий, в том числе герметичных, например топливных баков автомобилей и летательных аппаратов, емкостей для химической промышленности, различных труб, глушителей выхлопа автомобилей, бытовых моек, баков стиральных машин и шкафов холодильников, плоских отопительных радиаторов, сильфонов и других изделий, изготавливаемых из листовых заготовок. Кроме того, шовная сварка широко используется для выполнения прочноплотных швов элементов приборостроения. Плотность соединений, полученных шовной сваркой, обеспечивает высокую надежность герметичных сварных конструкций в условиях как низкого давления (высокого вакуума), так и высокого давления.

      Рельефная сварка – наименее распространенный, но динамично развивающийся способ контактной сварки (объем применения около 5—7% от общего объема контактных способов). Этот способ используется для крепления кронштейнов к листовым деталям, например скобы к капоту автомобиля, петли для навески дверей к кабине, для соединения крепежных деталей – болтов, гаек и шпилек и т. д. – с несущими элементами конструкций, крепления проволоки к тонким деталям в радиоэлектронике и др. Рельефная сварка по непрерывным замкнутым контурам позволяет получать герметичные соединения, в частности в микроэлектронике – сварка крышки с основанием полупроводниковых элементов или интегральных схем.

      Одновременно с пропусканием тока и некоторое время спустя после него производится сжатие деталей, в результате чего происходит взаимное проникновение и сплавление нагретых участков металла.

      Контактная точечная сварка

      Особенностями контактной точечной сварки являются:

      * малое время сварки;

      *большой сварочный ток, измеряемый в килоамперах;

      *малое напряжение в сварочной цепи (обычно 2—3В;

      *значительное сжимающее усилие в зоне сварки