Машина контактной сварки
Контактная сварка как способ соединения металлических конструкций относится к наиболее механизированным и автоматизированным видам сварочных работ. В систематизации видов сварок ее относят к сварке, производимой с помощью давления. Этот способ характеризуется высокой производительностью и постоянным совершенствованием технологического процесса и производственного оборудования.
В общем объеме сварочных работ контактная сварка занимает более 30%, а среди механизированных или автоматизированных способов неразъемного соединения с ее помощью выполняется большинство работ.
Контактная сварка используется в самых разных областях производства, от монументального строительства до изготовления электронных микросхем. Наиболее популярна контактная сварка в автомобилестроительной и самолетостроительной отрасли, вагоностроении, производстве бытовой техники, приборостроении и радиоэлектронике. С помощью этого способа возможно соединение различных металлических материалов, в том числе, низкоуглеродистых и легированных сталей, сплавов, имеющих жаропрочные или коррозионно-устойчивые характеристики, сплавов, имеющих в своем составе алюминий, титан, магний и пр.
Соединение конструкций при контактной сварке образуется за счет их нагрева с помощью электрического тока и дальнейшего деформирования с помощью сжатия. Благодаря высокому уровню механизации контактная сварка используется при серийном или массовом изготовлении продукции. По своим видам контактная сварка делится на точечную, стыковую и шовную.
Самый распространенный способ, занимающий до 80% всех объемов контактной сварки, это точечный способ соединения. При использовании этого способа детали располагаются между конусовидными электродами, по которым проходит электрический ток. В результате получается сварная точка, напоминающая миниатюрную заклепку, диаметр производимого соединения зависит от диаметра электрода, количество производимых точек регулируется настройками сварочных механизмов.
Точечный способ наиболее автоматизирован. Он захватывает широкий диапазон свариваемых поверхностей, имеющих толщину от микрометров до миллиметров. Стыковая сварка делится на сварку сопротивлением и сварку оплавлением. В этом способе скомбинированы контактная и дуговая сварка с использованием соединения давлением. Применяются эти способы в незначительных объемах.
Сварка сопротивлением в связи с неравномерностью нагрева стыков применяется в основном для сварки проволоки, труб или стержней малых сечений из низкоуглеродистых сталей. Сварка способом оплавления применяется для изготовления трубопроводов, рельсов, ободьев колес автомобилей и прочих длинномерных заготовок из сталей и сплавов, вплоть до латунных и сплавов цветных металлов. Благодаря тому, что стыковая сварка способом оплавления позволяет значительно сэкономить расход легированной стали, ее доля в общем объеме контактной сварки составляет до 10%.
Постоянное совершенствование автоматизированных систем управления и увеличение мощности машин делает контактную сварку оплавлением наиболее перспективным видом. Так как она позволяет уменьшить время, необходимое для сварки в несколько раз, снизить расход энергии и металла.
Шовная сварка используется для изготовления прочноплотных швов, необходимых в приборостроении и швов, обеспечивающих герметичность емкостей для топливных баков, холодильных и стиральных установок, отопительных радиаторов и пр. Такой шов надежен в диапазоне от больших давлений среды до вакуумных условий. Шовную сварку также называют роликовой, в связи с тем, что используются электроды в виде роликов, между которыми протягиваются свариваемые детали. Фактически такая сварка представляет собой разновидность точечного соединения, в ходе которого точки соединяются в непрерывный шов. Доля шовной сварки составляет до 7%.
Дальнейшее развитие контактной шовной сварки перспективно в сфере соединения рулонного материала, особенно имеющего значительные размеры при малой толщине. Рельефная сварка используется в креплениях кронштейнов и крепежных конструкций к листовым или тонким деталям в автомобилестроении, радиоэлектронике и в быту, там, где сварка производится по непрерывному рельефу и необходимы герметичность соединения. Процент использования рельефных способов не превышает 3%. Механизацию производства обеспечивает машина контактной сварки, большинство из которых обеспечивают управление процессом сварки и одновременно производят оценку качества соединительных швов.
Постоянное усовершенствование машин для производства контактной сварки производится в направлениях повышения производительности, расширения объема производимых вспомогательных операций и упрощения внедрения их в существующие сборочно-сварочные производства. Для того, чтобы определиться с выбором необходимой модели, разработана классификация, согласно которым машина контактной сварки отличается по следующим признакам:
По производимому виду сварки – точечные, шовные и рельефные
По способу использования – специализированные и универсальные
По источнику напряжения – конденсаторные, переменного или постоянного тока, низко или высокочастотные
По направлению прохождения тока – одно и двухсторонние
По количеству одновременно производимых соединений – одношовные или многошовные, для точечных – одно и многоточечные
По принципу установки машин – стационарные, передвижные, а также подвесные
По траектории движения электродов – прямолинейные или радиальные типы движения
По характеру силы сжатия – постоянное или переменное приложение силы
По характеру привода отличаются педальные пружинные, педальные грузовые, электромеханические, гидравлические или пневматические механизмы, а также различные их комбинации
По направлению производимых швов в шовных машинах – для соединения продольными, поперечными, кольцевыми швами или универсальными (продольно-поперечными) швами
По размещению трансформатора в подвесных машинах – отдельно расположенный или встроенный в клещи трансформатор
По способу вращения валиков – непрерывное или пошаговое
По характеру вращению валиков – принудительное вращение всех или одного валика, свободное вращение и привод на свариваемые конструкции.
Помимо технических особенностей машина контактной сварки распределяется на группы А и Б, которые отличаются требованиями к производимым параметрам. Группа А обеспечивает наиболее точную сварку с максимально стабильными параметрами. Для группы Б характерна просто нормальная стабильность производимых параметров сварки. Основные части машин: электрическая или механическая конструкция, пневмо или гидросистема и система водяного охлаждения.
В зависимости от нужд производства, его мощности и специализации используют различные виды машин для контактной сварки. Например, машины для сварки TECNA (Италия) изготавливаются в настольном, переносном и стационарном вариантах. Переносные модели удобны для ремонта автомобилей, они совмещаются со сварочным пистолетом. Настольные машины используются для производства сварки точечным и рельефным способами некрупных изделий. Стационарные модели обладают наибольшими возможностями и чаще всего относятся к универсальным механизмам, в отличие от специализированных моделей, предназначенных для определенных видов работ.