Оборудование точечной роликовой и стыковой сварки

Контактная сварка

Технологический процесс контактной сварки состоит из нескольких этапов. На первоначальном этапе происходит смыкание плеч сварочной установки, при этом электроды сжимают свариваемые заготовки с необходимым усилием. На следующем этапе между электродами проходит электрический ток. Длительность прохождения и величина электрического разряда через свариваемые детали задается блоком управления, встроенным в агрегат. Максимальный нагрев свариваемых деталей в данном случае происходит в точке контакта поверхностей заготовок между электродами, что приводит к локальному расплавлению металла. После чего прохождение тока автоматически прекращается, и на следующем этапе происходит интенсивное затвердевание металла в точке сварки. При этом свариваемые детали остаются под воздействием усилия сжатия электродов, что препятствует образованию дефектов в точке контакта с электродами. На последнем этапе сварочного цикла электроды размыкаются, плечи оборудования возвращаются в исходное положение. В результате описываемого процесса образуется прочное соединение свариваемых деталей.

Преимущества при использовании технологии контактной сварки

возможность соединения деталей малых толщин и легкоплавких материалов, в том числе из оцинкованной стали, без повреждения поверхности свариваемых деталей

высокое качество и эстетичный внешний вид поверхности сварного соединения

возможность высокой производительности процесса

возможность полной автоматизации процесса

отсутствие необходимости наличия высокой квалификации рабочего персонала

отсутствие большого количества расходных материалов

высокий уровень надежности и ремонтопригодности оборудования

Особенности машин контактной сварки

Современные модели машин данного типа укомплектовываются электронными блоками управления циклом сварки, которые содержат в себе ряд стандартных сварочных программ, а также дают возможность индивидуально программировать сварочный цикл, настраивая такие параметры сварки, как время и сила сжатия электродов, время пропускания и величина электрического разряда между электродами. Вследствие перечисленных особенностей машины контактной сварки получили широкое распространение в производстве и используются в самых разных сферах промышленности, автомастерских и даже в бытовых условиях.

• Основная информация
• Бренды
• Сертификаты
• Галерея

Основные составляющие оборудования данного типа – это механическая и электрическая части. Механическая составляющая содержит корпус, плечи, электродержатели, электроды и механизм сжатия электродов, который бывает двух типов — механический или пневматический. Функция данного механизма заключается в сжатии свариваемых деталей электродами с нужным усилием для получения прочного сварного соединения. Вследствие того, что оборудование контактной сварки функционирует в производственных условиях повышенной нагрузки, то для его надежной и долговременной работы применяют воздушное или водяное охлаждение основных частей — трансформатора, электродов, плеч и электродержателей. Электрическая часть оборудования содержит трансформатор и блок управления.

Агрегаты контактной сварки подразделяются на стационарные машины и сварочные клещи, подразделяющиеся в свою очередь на подвесные и ручные. Стационарные машины в основном применяют при небольших габаритах деталей, если форма деталей проста, и эти детали могут быть перенесены и установлены на стационарную сварочную машину оператором вручную. При сварке крупногабаритных деталей, если форма детали сложна, при этом необходимо сваривать детали в разных плоскостях, то выбор в этом случае нужно останавливать на сварочных клещах. При этом если количество сварочных точек невелико, технологично использовать ручные клещи, которые снабжены воздушным охлаждением, малы по размерам и массе, при этом имеют невысокую стоимость. При значительном количестве сварочных точек необходимо использовать большие подвесные клещи, снабженные водяным охлаждением.

Контактная шовная сварка

Что такое контактная шовная сварка.

Контактная сварка представляет собой вид точечной сварки. Принцип этого процесса в том, что две детали накладываются одна на другую с напуском и соединяются рядом сварочных точек. Соединительный шов может быть сплошным или прерывистым. Точки образуются в процессе передвижения материала через дисковые вращающиеся электроды. Их также называют роликами.

Область применения.

Благодаря тому, что сварочный роликовый шов обладает повышенной прочностью и герметичностью, область применения его довольно обширная. Основная сфера использования — ёмкости из листового материала, тонкостенные цельносварные трубы, герметичные отсеки и так далее.

Чаще всего подобный вид сварки используется для создания изделий из тонких листовых материалов. Толщина листов не должна превышать 3 мм. Широкое применение имеет контактная сварка в автомобильной промышленности. Так же часто производятся герметичные оболочки, обшивки и другие металлические изделия. Такой метод имеет высокую производительность. За один час можно сварить до тысячи метров материала.

Сварочное оборудование.

Агрегаты, производящие контактную сварку швов, полностью автоматизированы. Существует несколько видов сварочных аппаратов. Их различие в форме и расположении электродов. Две основных разновидности: односторонняя и двухсторонняя сварка.

Оба вида сварки могут производиться одно-роликовыми, двух-роликовыми и много-роликовыми машинами. В качестве противоположного электрода одно-роликовых конструкций используется оправа. Двух-роликовые аппараты производят швы по горизонтали и по вертикали.

Двусторонняя сварка производится с вращением в рукавах устройств. Это оборудование удобно для производства надёжного продольного соединения цилиндров разного размера и назначения. Какой длины шов можно сварить за 1 час работы, будет зависеть от величины вылета используемого агрегата. С помощью поперечного шва приваривают круговые детали к цилиндрам.

Разница между разновидностями шовной сварки в том, что в первом случае для соединения деталей используются конические электроды, а во втором — ролики. Поэтому контактную сварку часто называют роликовой. Роликовые устройства, которые катятся вдоль линии предполагаемого соединения, в результате воздействия электродов обеспечивают надёжный, прочный шов. Он полностью герметичен, не пропускает жидкость и газы. Этот тип сварки призван обеспечить прочное соединение деталей друг с другом.

Принцип действия сварочных устройств.

Стандартное сварочное роликовое оборудование оснащено электродами, имеющими форму роликов. Детали, которые подвергаются соединению, пропускают между ними. Электрический поток выпускается периодически. Повторы воздействия регулируются таймером. Электрические пучки соединяют две части материала в часто повторяющихся точках, образуя непрерывную линию шва. Исходя из характера выпускаемых аппаратом пучков электричества, различают три вида сварки: прерывистый, шаговый и непрерывный.

1. Непрерывная сварка.

Аппарат, производящий такого рода сварку, подаёт электрический ток на материал постоянно. Заготовки движутся в непрерывном режиме. Электрические диски оказывают на обрабатываемую поверхность постоянное давление. Отрицательные особенности работы агрегата в том, что ролики довольно быстро выходят из строя и требуют частой замены.

Поверхность свариваемых деталей сильно нагревается и создаёт определённые неудобства. Эти негативные стороны делают агрегат сплошной сварки не очень популярным. К тому же данное оборудование сваривает только материал, который имеет равномерный состав и толщину. Сварочные работы производятся только на зачищенной поверхности.

2. Прерывистая сварка.

Такой метод соединения более распространён. Аппарат, который сваривает детали прерывистым швом, имеет одинаковое давление роликов на поверхность деталей и равномерно, без рывков передвигает материал. При этом ток подаётся импульсно. Несмотря на то, что непосредственно на материал электрическое воздействие производится с промежутками, шов совершенно герметичен. В пропущенных местах наблюдается появление литой единичной зоны. Необходимо точно подобрать скорость электродных дисков и частоту импульсного воздействия.

3. Шаговая сварка.

Агрегаты, производящие сварку по шаговой технологии, останавливают ролики и в это время подают ток. Ролики давят на поверхность безостановочно. Материал передвигается с перерывами. Благодаря этому перегрев деталей незначительный. К отрицательным характеристикам данного оборудования можно отнести сложную конструкцию самого аппарата, высокую стоимость и небольшую производительность.

Контактная сварка

Контактная сварка

Сваркой, согласно ГОСТ 2601-24, называется любая технология, при которой неразъемные соединения деталей получаются за счет образования межатомных связей. Подобного эффекта можно достичь не только традиционным способом, при котором заготовки греют электрической дугой, пока металл не начинает плавиться. Альтернативный вариант – приложить детали одна к другой и сдавить (возможно, с нагревом) так, что произойдет диффузия (взаимопроникновение) материалов.

Контактной сваркой называется методика соединения заготовок, при которой их подготовленные и соединенные поверхности нагреваются током малого напряжения, но большой силы, до пластичного состояния, и придавливаются одна к другой. То и другое происходит одновременно. В результате указанных действий, в зоне контакта получается сварной шов. Технология довольно распространенная в заводских условиях, т.к. очень простая, затраты невысокие (нет расходников), производительность приличная. Используется, чаще всего, при работе с однотипными деталями малых размеров или тонкими листами металла.

Контактная сварка относится к группе комбинированных (термомеханических) способов общей технологии сварки давлением.

Виды контактной сварки

Точечная

Два листа металла толщиной до 5 мм зажимаются внахлест конусными электродами из меди. После прохождения тока, материал размягчается в месте контакта. Получается сварная точка. Ее диаметр – несколько миллиметров.

Технология бывает одно- либо двусторонней. Во втором случае прочность сварки выше, но при первом может быть несколько контактных точек. Режим работы – мягкий или жесткий. Первый, с плавным нагревом и небольшой мощностью, лучше для закаленной стали. Второй, на более высоких силах сжатия и тока, применяется для легированной стали, цветных металлов, для листов разной толщины. Он более распространенный.

Рельефная

Это вариант точечной. На заготовках заранее штампуют рельефы (выступы), по ним же и соединяют детали. Особая форма электродов обеспечивает большую площадь контакта. Недостаток – нужна мощная установка.

Шовная (роликовая)

Листы металла прокатываются между электродами в виде дисков. Шов делается прерывистым или непрерывным – зависит от способа подачи тока, импульсами либо постоянно. Первый вариант выбирается для листов до 1 мм толщиной из малоуглеродистой стали. Второй лучше тем, что ролики меньше изнашиваются, а детали – не перегреваются. Третий – для алюминия, пошаговая сварка. Заготовки двигаются прерывисто, ток подается лишь во время остановки электродных кругов. Шов получается максимально герметичным.

Стыковая

Вся область контакта зажимается между электродами и нагревается. Типы стыковой сварки: сопротивлением или оплавлением. В первом случае, детали прижимаются, потом включают ток, зона соединения размягчается, ток выключают, а сжатие продолжается. Подходит для низкоуглеродистой стали, алюминия, меди. Требует идеальной подготовки поверхностей. Во втором – зону контакта сначала греют током, и только после этого детали сдавливают. Применяется для заготовок из разных материалов.

Подготовка поверхностей

Зона контакта должна быть подготовленной, чтобы обеспечить:

• Наименьшее электрическое сопротивление в точке соединения электрода с заготовкой.
• Во всей области контакта «деталь-деталь» должно быть равное сопротивление.
• Поверхности, которые стыкуются, максимально выравнивают. Их плоскости должны быть параллельными.

Подготовка выполняется различными способами. Основные операции: зачистка щеткой или напильником, после чего – выравнивание и взаимная подгонка поверхностей. Кроме того, могут применяться: удаление грязи и ржавчины, обезжиривание, зачистка оксидных пленок, пассивирование (защита от коррозии нанесением поверхностного слоя), нейтрализация и, в заключение, мойка, сушка, контроль качества.

Оборудование

Конструкция аппарата контактной сварки обусловлена особенностями технологии, которые предполагают одновременный нагрев заготовок и их сжатие. Поэтому устройство должно состоять из исполнительных механизмов двух типов:

Механическая часть

В механическую группу входят следующие узлы: системы сжатия, вращения (для роликовой), зажатия и осадки (для стыковой). А также – электроды.

Электрическая часть

Электрический блок включает в себя силовой трансформатор с регулятором напряжения на выходе. Последний переключает количество витков первичной обмотки. Также в первичной цепи есть прерыватель. К деталям ток подводится через вторичный контур. Последовательность операций, их продолжительность и т.д. задается цикличным регулятором.

Вспомогательные системы

К вспомогательным относятся пневмогидравлический блок (подача воздуха, регулировка давления, смазка, фильтры) и водяное охлаждение.

Характеристики

• Сила тока: до нескольких десятков тысяч ампер.
• Напряжение вторичной обмотки: до 15 В.
• Усилие сжатия электродов: до 100 кН.

Достоинства и недостатки

Контактная сварка отличается многочисленными преимуществами:

• Быстродействие. Для соединения одной точки достаточно нескольких секунд.
• Простота использования. В технологии нет ничего сложного. Контрольных параметров мало, шов получается прочный и долговечный.
• Экономичность. Кроме износа (медленного) электродов, прочие материалы (присадка, газ-протектор, кислород и др.) не расходуются.
• Процесс легко автоматизируется.
• Технология более безопасная, чем традиционные виды сварки.

Правда, есть и недостатки:

• Оборудование стоит дорого.
• Методика предполагает подачу тока силой 1000А и более.
• При одновременном соединении нескольких швов или многоточечной сварке, технология усложняется.

Надо сказать, что подобным способом не всегда удается соединить детали из меди или другого материала с небольшим переходным сопротивлением. А также – листы из различных металлов.

Контактная электрическая сварка: виды, характеристики и особенности

Контактная сварка представляет собой процесс получения прочного соединения металлических частей протекающим по ним электрическим током направленного действия. В результате детали нагреваются и плавятся, в процессе плавления происходит соединение. После чего идет охлаждение участка сварки. Работы проводятся в соответствии с ГОСТ 15878-79, который определяет размеры и конструкции соединений.

Точечная

Этот вид, в свою очередь, подразделяется на такие виды:

• одноточечную;
• двухточечную;
• многоточечную.

Процесс происходит между плотно зажатыми между электродами элементами, диаметр точки соединения равен диаметру электрода. Нагревание металла с последующим его плавлением происходит только в месте касания с электродом. После получения неразъемного стыка детали охлаждают.

Данный вид работ применяется во время обработки сеток, каркасов, арматур. Также возможно скрепление деталей электроники, которые размером не превышают 0.02 мм. Точечная сварка применяется в том числе и для сваривания изделий из листовой стали с толщиной листа не более 20 мм, а также на предприятиях, выпускающих технику для производства.

На качество выполнения влияют такие факторы, как:

• размер электрода;
• сила тока;
• форма электрода;
• сила, с которой происходит давление на свариваемые элементы;
• длительность процесса;
• насколько очищены свариваемые поверхности деталей.

Современные аппараты могут выполнять до 600 соединений в минуту, что позволяет быстро и качественно скреплять большое количество элементов, тем самым повышая объемы производства на предприятии.

Примерная стоимость оборудования для точечной сварки на Яндекс.маркет

Рельефная

В отличие от предыдущего вида соединение между деталями фиксируется формой их поверхности, в то время как в точечной – формой рабочей части применяемых электродов.

Такой тип работ применяется при креплении опорных элементов к листовым деталям, для скрепляющих деталей. Также рельефную сварку можно встретить в радиотехнике.

Это оптимальный вид в случае, когда необходимо присоединить деталь неправильной формы к плоской поверхности или скрепить два рельефных элемента. Может применяться в сочетании с точечной и самостоятельно.

Стыковая

Во время данного вида работ в отличие от рельефной и точечной детали свариваются по всей поверхности их соприкосновения. Стыковая сварка имеет две разновидности:

• сопротивлением, при котором соединение нагретых практически до температуры плавления стыков деталей производится путем сильного сжатия деталей, в результате которого элементы соединяются в твердой фазе;
• оплавлением, которое, в свою очередь, имеет тоже два вида:
  • непрерывное оплавление, при котором сближение деталей происходит во время работы сварочного трансформатора. При сжатии элементов возникает контакт, и происходит нагрев стыка протекающим электрическим током. При снижении силы сжатия контактное сопротивление увеличивается, и за счет этого происходит снижение сварочного тока. Сплошное касание деталей заменяет точечное соприкосновение. При этом участки соединения выступают и оплавляются за счет повышения эффективности нагрева в них. Процесс оплавления продолжается до появления прослойки из жидкого металла, который образует сплошное соединение, а его излишки выдавливаются из пространства между деталями;
  • стыковая сварка оплавлением с подогревом представляет собой процесс, при котором нагрев соединяемых элементов происходит путем кратковременных замыканий торцов деталей, после чего они оплавляются. Преимущества данного вида заключаются в более прочном соединении элементов, экономии электроэнергии, в возможности сваривать различные по составу детали, её часто можно встретить в кораблестроении. не требует большой механической обработки.

Шовная

В процессе элементы соединяются при помощи вращающихся роликов. При этом ток пропускается через место, где происходит сварка. Принцип действия аналогичен точечной. Этот вид соединения имеет следующие режимы:

• постоянное движение роликов с постоянной подачей тока;
• непрерывное кручение роликов с переменной подачей;
• периодические движение роликов с периодической подачей тока.

Режим непрерывного действия применяется при скреплении листов, суммарная толщина которых не превышает 1,5 мм. Выбор более толстых элементов может привести к их расслоению. Минус этого метода заключается в том, что в процессе листы могут покоробиться.

Из трех режимов наиболее популярный второй. При таком воздействии возникает меньше дефектов поверхности и экономится электроэнергия.

Шовную сварку можно встретить в производстве сосудов с тонкими стенками, сварных трубах и других похожих изделиях.

Электрооборудование для контактной сварки

Аппараты, используемые в сварочных работах, подразделяются на оборудование общего пользования и специализированное, выпускаемое под конкретный вид изделий.

Эти агрегаты, в свою очередь, по виду преобразования, накопления и роду электрического тока подразделяются:

• на машины однофазного тока;
• на аппараты постоянного тока;
• на низкочастотные машины трехфазного тока с тиристорным преобразователем;
• с возможностью накопления электрической энергии.

Примерная стоимость оборудования для электрической сварки на Яндекс.маркет

Таким образом, контактная сварка обладает рядом преимуществ: при правильном выборе оборудования и типа соединения сварные работы не приведут к большому расходу электроэнергии и позволят при этом получать качественные изделия.

Шовная (роликовая) контактная сварка

Технология шовной контактной сварки была разработана в конце XIX века. Сварка ведется без плавящегося электрода и присадочного материала. Нагрев и расплавление небольшой области заготовок происходит за счет электрического разряда высокой интенсивности, периодически пропускаемого между двумя роликовыми электродами, к которым прикладывается значительно усилие на сжатие. Шов состоит из множества перекрывающихся зон проплавления. Метод предназначен для сваривания тонкого листового проката, в том числе и имеющего сложные пространственные формы.

Описание технологии шовной сварки

Листовые заготовки накладываются друг на друга и сжимаются роликовыми электродами с большой силой. На электроды периодически подаются мощные импульсы тока, сила которого достигает тысяч ампер. Протекающий ток сильно нагревает контактное пятно между электродами, доводя метал до плавления. По окончании импульса зона расплавления кристаллизуется под сильным давлением, образуя шовный материал и соединяя заготовки в единое целое. Ролики перекатываются на соседний участок заготовки, подается следующий импульс и рабочий цикл повторяется. Вдоль линии шва образуется цепочка пятен точечной контактной сварки овальной формы. Эти пятна могут частично перекрываться, образуя непрерывную и герметичную шовную линию.

В зависимости от типа передвижения деталей и способа подачи импульсов тока шовная контатная сварка продразделяется на :

• Шаговая. Давление роликов постоянно, детали перемещаются рывками, при остановке подается рабочий импульс. Получается прерывистая цепочка точек, сваренных контактным способом. Применяется при сваривании цветных сплавов и легких металлов. Не обеспечивает герметичности шовного материала.
• Непрерывная. Усилие прижима постоянно, ток также подается постоянно. Практически применяется редко из-за быстрого расходования роликов, высокого расхода электроэнергии и перегревания свариваемых деталей, приводящего к их короблению.
• Прерывистая. Усилие прижима сохраняется неизменным, скорость подачи заготовок также постоянная. Импульсы подаются с такими перерывами, чтобы обеспечить непрерывную линию шва за счет частичного перекрытия зон точечной контактной сварки.

Схема шовной сварки (принцип работы)

Прерывистая контактная шовная роликовая сварка позволяет получить надежное и герметичное шовное соединение при приемлемом расходе роликов и электроэнергии. Степень перекрытия сварных зон регулируется путем подстройки скважности (периода следования) импульсов. Эта технология шовной сварки получила наибольшее распространение. Требования к проведению операции описаны в стандарте ГОСТ 15878-79.

Машины и станки контактной сварки

Для роликовых электродов чаще всего используют бронзу. Изготавливают их в виде заостренных дисков диаметром 35-45 см, ширина рабочего обода 4-10 мм. Для сваривания сложных заготовок применяют аппараты с двумя и более роликовых пар.

Потребляемая мощность аппаратов варьируется в пределах от 25 до 300 киловатт.

Маломощными считают станки в 25-40 киловатт, средняя мощность — 4-100 , машины большой мощности потребляют от 100 до 300.

Устройство средней мощности МШ-2203 требует трехфазного электропитания 380 вольт, рабочий ток — до 22 тысяч ампер. Усилие прижима достигает 5 тонн

Сваривает машина контактной шовной сварки стальные листы толщиной до 1 мм. Существует две модификации – с вылетом роликов 400 и 700 мм.

Устройство машины для шовной контактной сварки

Основной несущей конструкцией аппарата является станина. На ней крепятся все остальные узлы:

• источник питания;
• кронштейн неподвижного ролика;
• кронштейн подвижного ролика;
• устройство прижима;
• механизм подачи заготовки

Устройство прижима может быть ручным, пневматическим, гидравлическим или комбинированным. Ручной (точнее, ножной) привод обладает наименьшей мощностью.

Роликовые электроды изготовлены в виде сужающихся к краям бронзовых дисков, они закреплены на концах кронштейнов с помощью подшипников скольжения.

Устройство машины для шовной контактной сварки

Источник питания обеспечивает периодическую подачу тока большой мощности на электроды. Он также питает привод устройства прижима и механизма подачи. Источник питания у современных аппаратов выполняется по инверторной импульсной схеме с двойным преобразованием напряжения. Это позволяет снизить габариты устройства и исключить броски напряжения в питающей сети.

Шовные машины-клещи

Кроме стационарных сварочных машин, производители выпускают также переносные, или подвесные устройства. Они предназначены для сваривания тонкостенных изделий сложной конфигурации. Источник питания по-прежнему размещается на полу цеха, а ролики и устройство прижима смонтированы на подвижных клещах. Клещи с помощью шарнирного пневмопривода устанавливаются в положение, необходимое для работы.

Роликовый стенд для контактной сварки

Для сваривания конструкций в форме цилиндра (или системы сопряженных цилиндров), используют роликовые стенды. Они отличаются большим вылетом кронштейнов роликов, что позволяет сваривать достаточно крупные и протяженные конструкции. Стенд оснащен большим числом регулируемых опор, позволяющих закрепить цилиндрические заготовки разной длины и диаметра. Роликовые электроды приводятся в движение червячной передачей. Заготовки вращаются на стенде, и таким образом ролики проходят всю линию шва. На стендах получают ровные и герметичные швы высокой прочности.

Роликовый стенд для контактной сварки

Область применения

Шовная технология контактной сварки позволяет делать прочные, долговечные и герметичные швы, надежно соединяющие тонкостенные заготовки. Она находит применение в следующих отраслях:

• Тонкостенные сварные трубы для трубопроводного транспорта и технологических установок.
• Резервуары и сосуды низкого давления для химической, пищевой, транспортной промышленности.
• Герметичные кожухи механизмов и приборов, транспортных средств.
• Конструкции из тонколистового проката для промышленного оборудования и бытовой техники.

Производство, оборудованное машинами шовной сварки

Технология отличается от других сварных технологий наибольшей производительностью. Установка средней мощности выдает за час несколько сотен метров сварного шва.

Как получить герметичный шов

Герметичность шва обеспечивается созданием цепочки частично перекрывающихся точек контактной сварки. Сварное пятно после импульса, прошедшего через роликовые электроды, имеет форму овала.

Если правильно сочетать скорость подачи заготовок и периодичность следования сварных импульсов, то овалы будут перекрываться своими боковыми частями, образуя непрерывный и герметичный шовный материал.