Сварка — это один из способов соединения деталей, который нашел широкое применение в повседневности. Существует несколько разновидностей этого процесса: ручная дуговая сварка, газовая, контактная и другие. В настоящее время трудно представить себе строительство домов и различных сооружений без сварочного дела. Этот процесс используется в машиностроительной сфере, при возведении крупных зданий и сооружений.
Для выполнения контактной сварки своими руками необходимо приобрести или изготовить самому специальный аппарат.
Особый интерес представляет контактная сварка своими руками. Она отличается тем, что между двумя свариваемыми изделиями подается ток определенной силы, после чего создается высокое давление, которое способствует сжиманию деталей и их соединению. Рассмотрим более подробно основные этапы работы при осуществлении контактной сварки.
Что представляет собой контактная сварка?
Контактную сварку можно охарактеризовать как неразъемный процесс соединения деталей с использованием электрического тока и пластической деформации области соединения. Чаще всего она применяется для соединения однотипных конструкций.
Если подобная сварка используется для соединения листового металла, сила подаваемого электрического тока напрямую зависит от толщины металла. Если этот показатель составляет 1 мм, то сила тока должна составлять около 6000 А. При этом лучше всего использовать электроды, изготовленные из меди.
Схема аппарата для точечной сварки.
Главное условие отличного соединения листов — максимальное прижатие их друг к другу. Осуществляется данный процесс при помощи сварочных клещей или другого сжимающего оборудования.
Механизм соединения металлических изделий основывается на взаимодействии (смешении) молекул деталей между собой. Большое значение имеет то, что в процессе подачи тока и сжатия листы металла практически мгновенно нагреваются до высокой температуры. Контактная сварка напоминает кузнечное ремесло, только вместо горна на сегодняшний день применяется электрический ток. Контактная сварка проводится с помощью специального оборудования. Оно представляет собой контактные машины, которые могут быть стационарными, передвижными, подвесными или универсального типа. Данные устройства способны работать как на постоянном, так и на переменном токе.
Преимущества контактной сварки и область применения
Данный способ соединения деталей используется уже давно.
Он имеет свои достоинства:
- невысокий риск возникновения пожара;
- простота выполнения (не требуется высокий уровень подготовки);
- отсутствие необходимости в защитном газе и сварочной проволоке;
- сохранение первоначального защитного покрытия;
- прочность сварного соединения;
- отсутствие воздействия вредных газов на организм работающего;
- высокая износоустойчивость электродов.
Схема точечной сварки.
Контактный тип сварки применялся еще в 19 веке. Тогда она нашла применение для сварки телеграфных проводов. Позже (в начале 20 столетия) эта разновидность сварки стала использоваться при строительстве двигателей самолетов. На сегодня область применения намного расширилась. В промышленности этот вид соединения с успехом используется при изготовлении различных арматурных изделий. К ним относятся сетки, каркасы. Все они необходимы при возведении железобетонных конструкций.
Точечная контактная сварка используется для соединения металлических листов с каркасами стеновых панелей, а также возведения конструкций из профилей открытого типа, имеющих стенки толщиной до 6 мм. К областям применения контактной сварки относится машиностроительная, авиастроительная, изготовление бытовой техники, мебели и некоторые другие. Такое массовое использование обусловлено высокой производительностью и экономичностью сварочного процесса.
Разновидности контактной сварки
Контактная сварка может быть нескольких видов: стыковая, шовная, рельефная и точечная. Стыковая сварка отличается тем, что детали соединяются между собой не в определенных точках (как при точечном виде), а на протяжении всего участка непосредственного контакта. Выделяют несколько способов выполнения сварочных работ подобного типа: с помощью оплавления и сопротивления. Выбор того или иного варианта во многом определяется размерами (площадью сечения) деталей. Если площадь сечения составляет не более 200 мм², то целесообразно использовать стыковую сварку сопротивлением. Таким способом сваривается проволока, металлические стержни.
Схема контактной шовной сварки.
Для более толстых детей с площадью сечения до 100000 мм² подходит оплавление. Эта методика отлично зарекомендовала себя при сваривании трубопроводов большого сечения или арматуры конструкций из железобетона. Оплавление используется при соединении рельсов. К областям применения этого вида сварки относится судостроение, изготовление различных видов инструментов. Что же касается точечной сварки, то при ней детали соединяются в одной или нескольких точках.
Особенностью этого способа является то, что в течение минуты можно делать несколько сотен соединений. Точечная сварка применяется при соединении очень тонких деталей. Разновидностью точечной является рельефная сварка. При ней большое значение имеет форма поверхности свариваемых изделий. Если в предыдущем случае контакт зависит от формы электродов, то здесь большее значение имеет рельеф деталей. В данной ситуации для соединения деталей должны иметься выступы-рельефы. Шовный тип сварки характеризуется тем, что изделия соединяются посредством шва, который представляет собой комплекс сварных точек.
Технология сварки
Схема контактной сварки довольно проста. Она включает в себя подготовительный этап и непосредственно сам процесс соединения изделий.
Перед основной работой требуется очистить поверхности свариваемых изделий от грязи, ржавчины и горюче-смазочных веществ.
Схема рельефной контактной сварки.
При необходимости проводится обрезка, правка или подгонка. Если проводится стыковое соединение, то все торцы подгоняются и обрабатываются. Зазоры при этом не делают. При соединении труб требуется предварительно подготовить торцы с помощью фрезы. Следующий этап — зачистка поверхности металлической щеткой или напильником.
Стыковое соединение не требует столь тщательной подготовки деталей. Достаточно нарезать элементы и очистить их от загрязняющих веществ (смазки, шлака, окалины). Резку можно осуществлять при помощи прессовальных ножниц или пилы. При точечной и шовной сварке проводится выравнивание кромок, правка и очистка поверхности. Если поверхность свариваемых детей будет плохо очищена, то износ электродов увеличивается, а качества сварки снижается.
Как осуществляется сварка?
Точечная контактная сварка является самой распространенной. Чтобы правильно организовать контактную точечную сварку, необходимо подготовить оборудование. Основными частями агрегата является блок питания и сварочный пистолет. Имеется 2 вывода. К первому выводу требуется подсоединить электрод, а второй соединяется непосредственно с деталью. Первое, что должен сделать сварщик, нагреть детали. Нагрев происходит благодаря подаче электрического тока. Электрический импульс способствует расплавлению металла и формированию расплавленного ядра.
Схема контактной сварки алюминия.
После подачи тока детали требуется прижать и удерживать под давлением некоторый промежуток времени. Прижатие осуществляется во время сварочного импульса. После снятия давления изделие должно остыть и кристаллизоваться. Нередко для соединения тонких металлических листов используются конденсаторы. С их помощью обеспечивается оптимальный режим сварочных работ. Кроме того, они не требуют мощного источника тока.
При сварке сопротивлением первым делом свариваемые детали плотно прижимаются. Далее подается электрический ток. Когда изделия нагреются, ток можно выключить. Этот способ больше подходит для цветных металлов.
Соединение металла с помощью непрерывного оплавления проводится несколько иначе. Сперва детали закрепляют в зажиме машины, затем включают ток и одновременно, путем регулирования зажима, производят их соприкосновение. Это способствует оплавлению торцов. В заключение целесообразно провести осадку на нужную величину.
Список инструментов и материалов
Для того чтобы выполнить контактную сварку, потребуется сварочная машина, источник тока, напильник, металлическая щетка, пила или аппарат для кислородной резки. Не нужно забывать про устройство заземления для сварочного агрегата. Приобретая сварочную машину, необходимо обращать внимание на производителя. Лучше всего приобретать переносное оборудование. Стационарные машины подходят только в том случае, если сварка осуществляется регулярно.
Таким образом, контактную сварку можно выполнить самостоятельно без помощи специалистов. В отличие от ручной дуговой или газовой, она не представляет большой опасности для работника и окружающих.
