Контактная сварка и стыковая из инвертора своими руками: ГОСТ и электроды

Обозначение точечной сварки на чертежах. Стандарт ГОСТ 15878-79. Область применения точечной сварки. Документы приема сварщика на точечно–сварочные работы

История

В 1856 году английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) впервые применил стыковую сварку. В 1877 году американский исследователь Элиху Томсон независимо разработал стыковую сварку и внедрил её в промышленность. В том же 1877 году русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос предложил способы контактной точечной и шовной сварки[2].

Для осуществления процессов контактной точечной сварки использовались специальные клещи с угольными электродами, к которым подводился электрический ток. Затем две сложенные одна на другую стальные пластины зажимались клещами, а ток, подведенный к угольным электродам, проходя через металл, давал достаточное количество теплоты для образования сварной точки.

В 1886 году Э. Томсон занимавшийся исследованиями и разработками в области контактной сварки подал заявку на патент, защищающий принципиально новый способ электрической сварки, описываемый следующим образом: «свариваемые предметы приводятся в соприкосновение местами, которые должны быть сварены, и через них пропускается ток громадной силы — до 200000 ампер при низком напряжении — 1-2 вольт. Место соприкосновения представит току наименьшее сопротивление и потому сильно нагреется. Если в этот момент начать сжимать свариваемые части и проковывать место сварки, то после охлаждения предметы окажутся хорошо сваренными»[2]. Способ сварки называли «электрической ковкой» или «безогненным методом сварки».

В конце XIX века стыковая контактная сварка применялась для соединения телеграфных проводов. В своих дальнейших исследованиях Элиху Томсон стал комбинировать нагрев электрическим током с пластическими деформациями, возможными благодаря применению гидравлических систем сжатия. К началу XX века относятся сообщения о применении фирмой Fiat контактной сварки для изготовления самолётных двигателей.

В 1928 году фирма Stout Metal Airplane Company (отделение фирмы Ford Motor) использовала контактную сварку на линиях изготовления конструкций из дюралюминия. В начале 1930-х годов в Америке были проведены испытания контактной сварки легкоплавких металлов и их сплавов. В ходе проведённых исследований были разработаны технологии и оборудование, которые приняли в производство фирмы Douglas, Boeing и Sikorsky Aircraft[2].

Источник: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1309522

Общая информация

Что такое контактная сварка? А именно что лежит в основе данной технологии? Во время ее проведения производится соединение друг с другом металлических деталей. Этот процесс осуществляется за счет нагревания областей контакта деталей электрическим током с высокой величиной. Дополнительно для усиления сваривания применяется давление, которое осуществляет сжатие деталей с последующим расплавлением и охлаждением области сваривания.

Обычно контактную технологию применяют для однотипных изделий. Ее принцип основывается на преобразовании электрического напряжения в тепловую энергию в области соединения, именно она вместе с давлением образует прочное соединение. Применение электрического тока намного упрощает нагревание. Во время сварки должно создаваться необходимое давление, оно сможет обеспечить хороший контакт между поверхностями.

Обратите внимание! Давление, которое оказывается в процессе контактного сваривания, создают определенные механические части сварочного оборудования. Если технология будет осуществляться в соответствии со всеми правилами, то в итоге можно получить прочный, качественный и ровный шов.

Источник: http://osvarka.com/vidy-i-sposoby-svarki/kontaktnaya-svarka

Преимущества и недостатки

Сварка нержавейки и других металлов контактной сваркой является востребованной технологией. Она применяется в разных областях промышленности, и ее распространенность объясняется целым рядом преимуществ:

1. Использование этого метода сваривания обеспечивает высокую скорость. По сравнению с другими сварками контактная технология создает прочный шов достаточно быстро.
2. Одна сварочная точка может создаваться за 0,1 секунды. Если выполнить нехитрые расчеты, то можно будет узнать, что профессиональный сварщик за 1 минуту способен будет сделать до 600 соединений.
3. Для выполнения контактного сварочного процесса не нужно использовать электроды, присадочную проволоку, флюсы и другие расходные материалы. Это позволяет существенно сэкономить финансы.
4. Деформирование металла не большое. Оно наблюдается только в местах точек.
5. Процесс сваривания контактным способом достаточно простой, с ним смогут справиться даже новички и специалисты со средней квалификацией.
6. Контактные электроды изнашиваются длительное время, они имеют длительный срок службы.
7. При проведении сварочных работ риск возгорания совсем минимальный, по этой причине этот метод считается самым безопасным.
8. Контактная технология не оказывает вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду. Поэтому ее называют экологически чистой.

Но все же имеются некоторые недостатки, которые обязательно нужно учитывать при проведении контактного сваривания:

• для проведения сварочных работ требуется дорогостоящее оборудование, которое может себе позволить не каждый;
• стоит учитывать, действие тока при контактной сварке должно быть высоким – от 1000 Ампер. Это означает, что питание от электрических станций или других источников электроэнергии должно быть мощным;
• швы, выполненные при помощи контактного метода, обладают не такой герметичностью, как, к примеру, соединения сделанные технологиями с использованием электродов;
• сварщик при проведении контактной сварки обязательно должен тщательно следить за напряжением в области сваривания, оно не должно быть чрезмерным.

Источник: http://osvarka.com/vidy-i-sposoby-svarki/kontaktnaya-svarka

Машины для контактной сварки

Сварочные аппараты разделяют на группы по следующим критериям:

• Назначение: узкоспециальные машины, рассчитанные на работу с большими партиями однотипных деталей, или универсальные, которые обрабатывают малое количество заготовок, но легко поддаются перенастройке;
• Тип механического блока, осуществляющего сжатие и усадку деталей. По этому признаку аппараты делятся на гидравлические, пневматические, пневмогидравлические, механические и другие;
• По мобильности – передвижные, переносные, стационарные;
• По способу сварки;
• По типу блока питания: машины с выпрямителем или машины, работающие от переменного тока (однофазного, трехфазного).

Конкретный вид машины выбирается в зависимости от выполняемой задачи.

Источник: http://svarkaprosto.ru/tehnologii/chto-takoe-kontaktnaya-svarka

 Прием сварки: справочники и ГОСТы

У сваренной арматуры тоже есть специальные условия и порядок приема по установленному ГОСТ. Технические требования к сварке металлов и закладным деталям также задаются по ГОСТ, а затем они проходят некоторые испытания. Качество сварной арматуры и закладных элементов из металлов должны соответствовать ГОСТ 10922-64. Этот справочник называется «Арматура и закладные сварные детали для конструкций из металлов. Технические испытания и методы. Данный ГОСТ распространяется и на закладные детали, стыки железобетонных конструкций и сварные соединения элементов из арматуры.

Технические требования к точечной сварке металлов и арматуры в основном сводятся к следующим показателям. Материалы, которые применяются для изготовления сварной арматы, должны в обязательном порядке соответствовать действующим на данный момент ГОСТам, а также техническим условия. Также сварочные работы изготавливают строго по рабочим чертежам, которые были утверждены в установленном порядке.

Еще одно требование, которое указывается во всех справочниках – это допускаемое отклонение размеров сварочной арматуры. Отклонения в размерах ячеек сеток из стержней, которые имеют диаметр до 10 миллиметров, не должны превышать «+ -» 10 миллиметров.

Расстояние между хомутами (поперечными стержнями) каркасов и между плоскими элементами деталей пространственных изделий из арматуры, а также параметры ячеек сеток из стержней диаметром больше 10 миллиметров не должны быть больше проектных размеров на 10%. Расстояние между пространственными каркасами и стержнями плоских каркасов не должно превышать проектное более чем на 0,5 номинального диаметра (но не больше, чем на 15 миллиметров). При стержнях разного диаметра допуск определяют по стержню малого диаметра.

Источник: http://zavarimne.ru/texnologiya/tochechnaya-svarka-v-chertezhax-po-gostu/

Рельефная

Рельефная сварка представляет собой разновидность контактной сварки, в которой первоначальный контакт стыкуемых поверхностей осуществляется по предварительно сформированным выступам – рельефам. Рельефы заранее формируют штамповкой, прокаткой  или другим способом. Допускается наличие рельефных выступов на обеих деталях.

На рис. ниже показаны схемы рельефной КС:

• схема (а) – для соединения плоских деталей;
• схема (б) – для сварки плоской и объемной деталей.

На схемах обозначены следующие позиции:

• поз. 1 – электрод верхний;
• поз. 2 – плоская деталь со штампованным рельефом;
• поз. 3 – гладкая деталь, не имеющая рельефов;
• поз. 4 – электрод нижний;
• поз. 5 – объемная деталь с рельефом.

При прохождении тока через места соприкосновения рельефной поверхности деталей поз. 2 (схема а) или поз. 5 (схема б) с гладкой деталью (поз. 3)  рельефы начинают плавиться. При воздействии давления рельефы деформируются, создавая плотный контакт по всей номинальной поверхности расплющенной детали.

По своей сути рельефная сварка это аналог точечной КС, главное  отличие между ними состоит в следующем – контакт деталей в рельефной сварке зависит от формы из поверхности, тогда как в точечной сварке степень контактирования определяется формой рабочей части электродов.

Рельефная КС применяется в производстве автомобилей для фиксации объемных деталей (крепежа, кронштейнов, скоб) на плоских листовых изделиях (крышке капота, дверках и т.п.). В приборостроении рельефную КС используют для приварки проволоки к деталям малой толщины.

Источник: http://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/tehnologiya.html

Расходные материалы

Наибольшему износу в сварочных аппаратах подвергаются электроды, которые постоянно испытывают механические и термические нагрузки. Изготавливаются они из чистой меди, либо из медных сплавов с алюминием, цинком, кадмием и другими металлами, повышающими прочность и упругость изделия. Подобные сплавы делятся на несколько типов:

• Для работы при высокой температуре (около 500 градусов по Цельсию) и непрерывной подаче тока – такие электроды изготавливают из бронзы с добавлением никеля, кремния, циркония или хрома;
• Для работы при температуре до 300 градусов, сварки цветных сплавов, низколегированных сталей применяются сплавы МС (легированные серебром) и МК;
• Для работы при малых (до 200 градусов по Цельсию) температурах подходят сплавы бронзы с хромом и кадмием.

Быстрее всего изнашиваются электроды конической и цилиндрической формы, медленнее всего – плоские и широкие, применяемые в машинах для рельефной сварки.

Источник: http://svarkaprosto.ru/tehnologii/chto-takoe-kontaktnaya-svarka

Способы сварки (квадрат 4)

В требованиях по стандартизации описаны и способы сварки. Самыми распространенными из них являются:

• А – автоматическая. Проводится с использования флюса, но без прокладок и подушек;
• Аф – тоже автоматическая. Но в этом случае на подушке;
• ИН – выполняется в инертной среде с применением вольфрамового электрода без присадок;
• ИНп – такой же самый способ, как и предыдущий с той лишь разницей, что присадки применяются;
• ИП – соединение металлом проводится в инертной среде с использованием плавящегося электрода;
• УП – все то же самое, что и ИП, только вместо инертной среды применяется углекислая.

В данном случае в четвертом квадрате стоят символы УП. Это значит, что сваривание выполнялось в углекислой среде плавящимися электродами.

Источник: http://vtmstol.ru/blog/oboznachenie-svarnyh-shvov-na-chertezhah-po-gostu

Шовная

Шовной сваркой называют способ образования сварного шва из ряда сварных точек, последовательно перекрывающих друг друга. На рис. ниже показана схема шовной сварки, согласно которой поджатие свариваемых деталей (поз. 1), их перемещение и подведение тока к месту контакта деталей осуществляется вращающимися роликовыми электродами (поз. 2).

По аналогии с точечной сваркой детали собираются внахлест и нагреваются кратковременными импульсами электрического тока. Результатом каждого импульса является сварная точка. Для получения плотного либо герметичного шва выбирается соответствующий режим паузы между импульсами тока и необходимая скорость вращения роликовых электродов.

Шовная сварка, называемая также роликовой сваркой, рекомендуется для изготовления герметичных емкостей типа бочек или баков. Оптимальная толщина листов для шовной сварки составляет 0,2-3,0 мм.

Источник: http://svarka.guru/vidy/kontaktnaya/tehnologiya.html

Как сделать машину для сварки своими руками?

Процесс контактной сварки можно осуществить при помощи специальных установок или при помощи самодельных, сделанных своими руками. Стандартная сварочная техника для электроконтактной сварки не подойдет.

Из трансформатора

Из микроволновки

Для уменьшения подачи импульса можно использовать резистор. Для этого отрезок стального провода подключается к цепи низковольтной обмотки.

Из сварочного аппарата

Источник: http://stroy-podskazka.ru/svarka/kontaktnaja/

Документы приема сварщика на точечно сварочные работы

В первую очередь, сварщик должен иметь удостоверение сварщика (срок действия этого документа от 2 до 5 лет с даты последнего выполнения аттестации, в зависимости от образования сварщика). Ещё один важный аспект – это удостоверение по электробезопасности, уровень группы которого должен быть не ниже второго (срок действия – 1 год с даты последней выполненной аттестации). Сварщик не будет допущен к непосредственному соединению арматуры, если у него не будет удостоверения о проверке знания о пожарно-технической безопасности (удостоверения действует от 1 до 3 лет, все зависит от категории сотрудника). На сварочный аппарат у работника тоже должны быть все необходимые бумаги (это сертификат качества и паспорт). Это только необходимый минимум документов.

Для работ также должен быть оформлен так называемый «наряд-допуск». Далее сварщик обязан быть проинструктирован с обязательной фиксацией в инструкторском журнале. Что касается рабочего места, то оно должно быть полностью безопасным в отношении пожарной угрозы. Это означает, на нём обязаны находиться защитные экраны, а также дополнительные средства пожаротушения, которые помогут полностью исключить возгорание.

Точечная сваривание арматуры – это трудоемкий процесс, который может осилить лишь профессионал. Поэтому набор документов и требований настолько велик. Это объясняется тем, что некачественная конструкция может навредить не только тратой денег, но и повлечь человеческие жертвы. Поэтому сварщик обязан соблюдать все необходимые нормы и обозначения, которые указаны в ГОСТе. Тогда работа будет выполнена правильно, с соблюдением всех норм.

Заключение:

Каждый уважающий себя сварщик, стремящийся к постоянному совершенствованию своего мастерства. И имеющий желание выполнять свою работу на 110% качественно. Должен знать минимум, который представлен в этой статье. Нет предела совершенствованию профессиональных навыков.

Источник: http://zavarimne.ru/texnologiya/tochechnaya-svarka-v-chertezhax-po-gostu/

Литература

Источник: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1309522

Дефекты сварки и контроль качества

Дефекты, возникающие в процессе контактной сварки, бывают двух типов:

• Бракованные сварные узлы. Причин тому может быть несколько: чрезмерный нагрев стыковочной области, избыточное механическое давление, сбои в работе самого аппарата. Размеры сварной точки контролируют с помощью специальных шаблонов и измерительных приборов;
• Брак сварного шва. Такое случается, если область стыковки деталей слишком узкая, или наоборот – широкая, если она содержит неровности, заусенцы, зазоры. Подобные дефекты можно определить путем визуального осмотра – невооруженным глазом, через лупу, с помощью проверки щупом или пробником. В случае необходимости шов просвечивают рентгеном.

Профилактика брака – грамотная работа не только во время сварки, но и перед ней, что включает выравнивание и зачистку контактной кромки.

Источник: http://svarkaprosto.ru/tehnologii/chto-takoe-kontaktnaya-svarka

Обозначение на чертежах

Иногда для проведения технологии может потребоваться чертеж или схема контактной сварки. На ней должны быть правильные обозначения параметров и важных критериев этого метода. Ниже имеется фото со схемой данной технологии.

Сварщик должен взять на заметку несколько важных обозначений:

• на схеме видимый шов отмечается сплошной линией;
• невидимое соединение – штриховой линией;
• видимая сварная точка обозначается знаком плюс – «+». Оно выполняется основными сплошными линиями;
• невидимая точка никак не отмечается.

Сварка, при которой используется контакт в виде электрического тока и давления – востребованная технология, при помощи которой можно создавать прочные и качественные соединения. Она применяется во многих областях промышленности, включая машиностроение, сельское хозяйство.

Этот способ подходит для изделий из разных металлов, сталей, нержавейки, с ним легко работать, и он безопасен для человека и окружающей среды. Но все же перед тем как приступать, стоит заранее узнать, какое действие тока при контактной сварке должно применяться, именно от этого зависит качество работ.

Источник: http://osvarka.com/vidy-i-sposoby-svarki/kontaktnaya-svarka

Дополнительно

Источник: http://stroy-podskazka.ru/svarka/kontaktnaja/

Ссылки

• Разработка процесса контактной электросварки
• Контактная сварка и её разновидности
• ГОСТ 15878-79 Контактная сварка. Соединения сварные. Конструктивные элементы
• Контроль технологических образцов при точечной и шовной сварке
• История контактной сварки

Источник: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1309522