Контактная стыковая сварка углеродистых и легированных сталей.

Оборудование контактной стыковой сварки как сопротивлением так и оплавлением в основном дорогое, требует значительных мощностей при подключении. Чаще всего установки контактной стыковой сварки имеют ограниченные возможности для перенастройки на другой тип сварных соединений. В то же время настроенный процесс такой  стыковой контактной сварки не требует серьезных знаний сварщика и значительных затрат на сварочные материалы.

А что вы можете сказать о контактной стыковой сварке легированных сталей, контактной стыковой сварке сопротивлением с импульсной подачей тока? Так ли прост на самом деле этот процесс и действительно оборудование настолько дорого? Об этом на нескольких примерах  далее. Достаточно широко распространена задача сварки колец встык. На фото слева показана сварка заготовки венца для маховиков или подшипников. Свариваемость этой группы материалов затруднена – однако малая зона термического влияния  и возможность формирования соединения в “твердой фазе” в сочетании с последующей термообработкой непосредственно в губках сварочной установки позволяет  успешно решать эту задачу – то есть устойчиво получать качественные соединения.    Коротко о  сопутствующих технологиях, появившихся в последние два десятилетия – ведь в самом процессе сварки мало что поменялось:

В процессе сварки стал возможен текущий контроль основных параметров режима – величины усилия осадки, самой величины осадки, правильности работы машины  – так называемый “параметрический” контроль. На сам процесс стыковой сварки эта опция никак не влияет, однако стоит вспомнить о трудности контроля качества стыковой сварки оплавлением неразрушающими методами контроля и становиться ясно, что выбраковка заготовки непосредственно в процессе сварки обходиться гораздо дешевле чем обнаружение брака на завершающих стадиях обработки детали.

Последующая термообработка с  непосредственным контролем температуры в зоне стыка ранее была ограничена по возможностям – и использовали “отпуск вслепую”  или оператор делал его “на глаз” по секундомеру и цвету излучения – то к настоящему времени появились достаточно надежные как контроллеры так и пирометры – это делает возможным точное программирование режима термообработки и его повторяемость.

При реализации ступенчатого нагрева и управляемого охлаждения сокращается и необходимое время термообработки и обеспечивается низкий уровень остаточных термообработка сварных соединенийнапряжений. ( см диаграмму). Реализация возможна как программным регулированием мощности сварочного трансформатора без обратной связи –  так и с применением пирометрического контроля температуры.  Последний способ давно и с успехом применяется в качестве ставшей почти обязательной опции к аппаратам для сварки ленточных пил. Если оценить условия работы сваренного полотна- то их иначе как очень тяжелыми не назовешь  сварной шов работает почти на пределе текучести – именно поэтому точность термообработки после сварки оказывается очень важной.

Немного о мнимой простоте и практике.

Свариваемый материал и отклонения его состава и состояния пред сваркой оказывают значительное влияние на качество стыка. Даже отклонения в пределах допуска по ГОСТ могут повлечь за собой коррекцию как параметров сварки так и отжига. Если вы получаете материал от разных поставщиков помните об этой необходимости, или хотя бы о выборочной проверке сварных соединений при переходе на работу с другой партией материала.

При контактной стыковой сварке оплавлением пространственно развитых сечений особое значение приобретает материал и точность обработки и настройки прижимных узлов сварочной машины. Неравномерность распределения тока по сечению при контактной стыковой сварке оплавлением вызывает неравномерную осадку по сечению и  получение разной структуры металла в шве.  Даже при удовлетворительном внешнем виде сваренного стыка может оказаться невозможным подобрать режим термообработки. Имейте всегда в доступности новые или восстановленные электроды и части системы прижима заготовок. Очень часто для электродов машин контактной стыковой сварки применяют бронзу или медь “из того что было под рукой”. Такой подход бывает оправдан, но также имеет “подводные камни”. Приходилось сталкиваться с крайне неустойчивой работой установки по стыковой контактной сварке медных прутков. Вопрос о разном составе исходного материала отпал сразу- причиной оказался материал электродов, который был применен. Почти чистая медь электрода нагартовывалась в процессе работы и электрод терял плоскостность со стороны поверхности контакта с губками машины, что вызывало значительные и часто хаотические изменения сопротивления вторичного контура машины контактной сварки в процессе работы. После замены медных электродов на нагартованные изначально бронзовые проблема решилась.

Область применения стыковой контактной сварки в ответственных конструкциях ограничена, но это  не связано с какой либо ущербностью получаемых сварных соединений – получаемое контактной стыковой сваркой  соединение может стабильно превосходить по прочностным характеристикам аналогичные соединения полученные “дуговыми” методами сварки. Основная причина пока – низкая достоверность неразрушающих методов контроля качества таких сварных соединений. Действительно – наличие небольшого участка литой структуры в стыке невозможно выявить ни УЗК  ни рентгеноскопией – а его влияние на прочность, особенно усталостную,- может оказаться критическим.

Стыковая варка  с импульсной подачей тока и переменным усилием осадки  позволяет получать стыковая безгратова сварка сопротивлением фото стыкатравмобезопасные соединения без выраженного грата. Во многих случаях – например сварка рамок, каркасов – такое соединение не требует никакой последующей обработки после сварки ( за исключением окраски или покрытия всего изделия). Помимо внешнего вида этот способ так же допускает менее качественную обрезку торцов заготовок перед сваркой, при сохранении стабильности качества.   Можно сказать что этот способ контактной стыковой сварки есть комбинация способов стыковой сварки сопротивлением с элементами технологии стыковой сварки оплавлением.

Еще один из интересных способов стыковой сварки сопротивлением это сварка с переменным усилием осадки, с применением ковочного усилия в конце цикла, с возможным дозированным подогревом стыка проходящим током в на стадии проковки. Этот способ позволяет  управлять зоной нагрева стыка при первичном нагреве независимо от тавдения осадки . Чем меньше давление в стыке тем больше его сопротивление и тем более локализовано выделение теплоты. Этот способ неплохо показал себя при сварке  титановой катанки, бескислородной меди с литой структурой нихрома и схожих материалов.

Импульсная подача тока используется и при стыковой  сварке оплавлением, но цель ее выравнивание и предварительный подогрев зоны стыка перед основным циклом сварки ( см диаграмму справа) . сварочный цикл при сварке оплавлением с вырваниванием торца и предварительным подоргевом

Открывается возможность применения для сварки  развитых сечений, алюминиевых или легкосплавных фигурных профилей, деталей из легированной средне и высоко углеродистой стали с развитым сечением. Циклограмма такого типа применяется например при сварке обечаек для ободов для колес.

В повседневной жизни мы чуть не каждый день сталкиваемся с деталями сваренными контактно стыковой сваркой стыковой сваркой – электрические провода, грузовые канаты, цепи, провода, шаровые шарниры автомобилей, колесные диски, стабилизаторы и детали подвески,  – являются отнюдь не мало ответственными деталями со сниженными требованиями к качеству.
сварка колец из нержавеющей полосы
Аппараты для сварки ленточных пил так же используют технологию сварки полавлением, но по упрощенному циклу. Старое поколение аппаратов для сварки деталей иных толщин могло применяться ограничено в связи с узкими возможностями регулировок параметров режима сварки. Серия BAS 300 обладает более широкими возможностями так как позволяет в широких пределах подстраивать циклограмму сварки по скорости оплавления и зависимости ее изменения, пути оплавления. На фото есть варианты оснащения аппарата для сварки ленточных пил для сварки инструмента и для нержавеющих колец – оба изделия имеют толщину сильно отличающуюся от толщины ленточных полотен.

Ниже фото деталей полученных с применением контактной стыковой сварки.
контактная стыковая сварка фото сварных соединений

контактная стыковая сварка  цепь инструмент обечайка фото сваренных деталей



Отзывов (7)

  1. Иримек пишет:

    Здравствуйте, у нас есть машина для пружин матрасов. Каждый раз в нее заправляем проволоку и тратим на это много времени. Пробовали сваривать вручную -- все равно рвется. Может ли помочь в этом стыковая сварка? В ней вроде как вы пишите есть отжиг.

    • kusto пишет:

      Иримек, спасибо за интерес. Если правильно понял, то диаметр проволоки у вас небольшой а сталь рессоропружинная. Если так -- Да это сварить стыковой сваркой возможно. Единственно что не возьмусь гарантировать, что пружина со швом окажется годной, но навивку пройти должна.
      К сожалению простым отжигом (от руки с кнопки) здесь скорее всего делу не поможешь -- надо будет ставить подобие отжига как при стыковой сварке ленточных пил (это тоже стыкосварочная машина и тоже высокоуглеродистая сталь). Однако пирометр установить для проволоки 4, может 5 мм диаметром не получится -- так что просто программируемый нагрев.
      Такая опция есть и к машинам стыковой сварки сопротивлением -- похоже это ваш случай. Присылайте подробности в контакты -- посмотрим какая машина подойдет для этого. Ну а еще один вариант -- сварите стык “пирогом” -- приварите низкоуглеродистую проволоку к рессоропружинной и к ней уже опять новую бухту -- может пройти тоже. Аналогичное можно и с помощью машины стыковой сварки -- но конкретно для описанной вами задачи не скажу.

  2. Геннадий пишет:

    Мы у себя пробовали вставлять другую проволоку -- ничего хорошего не получилось. Потом еще в 200-х умельцы с машиной повозились -- сваривается и так.
    Машина вообще непонятно чья зеленая годов 80-х нам досталась -- ничего варит.

  3. иримек пишет:

    Геннадий, а как с вами связаться? Сможете помочь по нашей стыковой сварке?

    • kusto пишет:

      Как вижу оба вы производственники и оба имеете дело со специфичной задачей стыковой сварки проволоки.
      Я за сотрудничество и обмен опытом. Координаты ваши взаимно вам выслал.
      То что Геннадий написал по почте вообще интересно, большое спасибо. Относительно доводов о доп. вставке согласен, -- просто не знал некоторых подробностей настройки машины для навивки.
      Иримек, для вас по машине контактной стыковой сварки вышлю все на днях.

  4. Евгений пишет:

    Меня интерисует сваривание колец неправильной формы из проволоки д. 6 мм. Точнее сказать необходимо изготовлять цепь для привязи крупно рогатого скота. Хочется найти сварочный б/у или новый станок ( пусть даже изготовлен кустарно, если такое бывает) для небольшого производства. Проволока самая обычная.

    • kusto пишет:

      К сожалению ничего не могу посоветовать “для небольшого производства”. Да цепевызальные (цепесварочные) машины используют эту технологию, но устройство достаточно сложное и сами машины дорогостоящие. Для небольшого производства смысла приобретать их нет.
      С точки зрения физики процесса стыковой сварки проволоки в кольцо малого диаметра добавляется влияние упругости кольца (его надо сжать, так как часть металла уходит в грат и имеется потеря по длине), если стык на кольце один -- то часть тока (притом немалая) идет при стыковой сварке по проволоке мимо зоны сварки. Если стыка два ( кольцо из 2-х половинок) -- то трудно гарантировать равномерность распределения нагрева по половинкам, да и сваривать их надо сразу 2 -- то есть это двойное усилие и осадка. Теоретически этот способ возможен, но практически собирать цепь таким образом очень трудоемко. Так что для производства не подойдет -- только если это сборка изделия из цепей -- типа цепей противоскольжения. И стыкосварочная машина получается достаточно мощная и не с простой системой регулирования процесса -- импульсный подогрев и полностью раздельная регулировка параметров режима стыковой сварки.

Ваш запрос, отзыв или комментарий

Все поля заполняются на Ваше усмотрение.

Используются файлы cookie, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая пользование данным сайтом, Вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.