Технология контактной сварки: Методические указания к лабораторным работам, страница 2

Таблица 1.1 - Ориентировочные режимы сварки сопротивлением прутков

из углеродистой стали

Площадь сечения заготовки, мм2	Суммарная установочная длина заготовок, мм	Припуск на осадку , мм			Плотность тока,  Vмм2	Продолжительность нагрева, с
		Общая	Под током	Без тока
25	12	2,5	1,7	0,8	200	0,6-0,8
50	16	2,7	1,8	0,9	160	0,8-1,0
100	20	3,0	2,0	1,0	140	1,0-1,5

1.1.2 СВАРКА ОПЛАВЛЕНИЕМ

Этот способ применяется при сварке деталей из углеродистых и легированных сталей с большим поперечным сечением, тонкостенных деталей с развитым сечением, при сварке разнородных металлов (сталь с медью, медь с алюминием).

При сварке оплавлением к подготовке торцов деталей особых требований не предъявляют, в процессе оплавления все неровности на поверхности стыка оплавляются и выравниваются. На сварку могут поступать детали непосредственно после рубки или газовой резки с окалиной или даже ржавчиной на поверхности торцов. Единственное требование к заготовкам – это хорошая зачистка их поверхностей в местах токоподвода.

Сущность сварки оплавлением состоит в том, что между торцами деталей при медленном их сближении под током в одной или нескольких точках возникает электрический контакт. В результате незначительного давления в контакте его переходное сопротивление очень высокое. В контакте выделяется большое количество тепла и между торцами деталей образуется перемычка жидкого металла. Металл перемычки вследствие большой плотности протекающего через нее тока нагревается до температуры испарений (более 2000 ˚С). В результате перемычка взрывается и жидкий металл выбрасывается из стыка в виде искр, брызг и паров. При дальнейшем медленном сближении деталей в соприкосновение входят следующие части металла, которые также расплавляются и взрываются. Когда вся поверхность торцов оплавиться и покроется тонким слоем жидкого металла, детали резко сдавливаются и выключают ток. При сдавливании жидкий металл вытесняется вместе с окислами из стыка, образуя так называемый грат, а распложенный под ним твердый металл сваривается.

Сварку оплавлением можно осуществлять непрерывным оплавлением или оплавлением с предварительным подогревом. Процесс сварки непрерывным оплавлением протекает в следующей последовательности:

1) детали зажимают в электроды (губки) машин с небольшим зазором;

2) включают сварочный ток и сближают детали, возбуждается процесс оплавления;

3) дают осадку под током;

4) ток выключают и дают окончательную осадку без тока;

5) детали освобождают из зажимов.

Процесс сварки оплавлением с предварительным подогревом протекает аналогично, только перед началом оплавленные детали подогревают непосредственно в машине. Подогревать можно методами сопротивления или прерывистого оплавления.

При подогреве методом сопротивления детали сближают при включенном сварочном токе и выдерживают в сомкнутом состоянии 0,2-5 с (в зависимости от сечения). Затем их разводят и снова сводят, общее число таких смыканий может быть 3 – 30. После нагрева торцов до температуры 800-1100 ˚С возбуждается процесс непрерывного оплавления.

При подогреве методом прерывистого оплавления детали периодически смыкают и размыкают под током. Торцы при этом разогреваются с обильным выбрасыванием искр из стыка. После последнего размыкания начинается процесс оплавления. В дальнейшем в обоих случаях процесс сварки протекает так же, как и при непрерывном оплавлении.

Для возбуждения и поддержания устойчивого процесса оплавления необходимо повышенное, по сравнению со сваркой сопротивлением, напряжение на электродах машины (таблица 1.2)

Таблица 1.2 – Минимальные значения напряжения холостого хода, В

Способ стыковой сварки	Площадь сечения, мм2
	До 50	50-100	100-250	250-500	500-1000	1000-2000	2500-5000	5000-10000
Сопротивлением	1.5	2.0	2.5	3.0	-	-	-	-
Непрерывным оплавлением	4.0	4.5	5.0	6.5	8.0	10.0	-	-
Оплавлением с предварительным подогревом	3.5	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	6.5	7.0

Рассмотрим, как выбираются параметры режима для сварки оплавлением.

Сварочный ток устанавливают в зависимости от необходимой плотности тока. Плотность тока при сварке непрерывным оплавлением углеродистых сталей должна быть меньше, чем при сварке сопротивлением (10-50 А/мм²). При сварке оплавлением с предварительным подогревом плотность тока может быть уменьшена до 3-10 А/мм², в связи с тем, что в этом случае оплавлением приходится сваривать горячий металл, приобретающий  с нагревом большое удельное электросопротивление (ρ_т=ρ₀(1+αТ)). При сварке цветных металлов и сплавов плотность тока достигает         100-150 А/мм².

Установочная длина при сварке оплавлением оказывает такое же влияние на качество соединения, как и при сварке сопротивлением (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Установочная длина прутков и труб из разнородных

металлов при сварке оплавлением

Материалы свариваемых деталей	Ориентировочная усадочная длина в долях диаметра деталей		Отношение установочных длин
	первой	второй
Низкоуглеродистая сталь с углеродистой сталью	1.0	0.5	1.5-2.0
Низкоуглеродистая или низколегированная сталь с аустенитной сталью	1.2	0.5	2.0-2.5
Углеродистая сталь с быстрорежущей сталью	0,75	0,5	1.3-1.5
Сталь с латунью	1.5	0.5	1.3-1.5
Сталь с медью	2.5	1.0	2.0-2.5