Контактно-сварочные работы¶

Контактно-сварочные работы (КСР) — комплекс технологических операций по соединению металлических деталей и элементов с помощью контактной сварки, при которой нагрев и формирование сварного соединения происходят в месте контакта заготовок под действием электрического тока и приложенного давления. КСР применяются в строительстве, машиностроении, железнодорожном транспорте и промышленном сооружении сварных конструкций.

¶Принцип контактной сварки

Контактная сварка основана на явлении сопротивления электрическому току в месте контакта двух металлических тел. При пропускании сварочного тока плотностью в тысячи ампер на квадратный миллиметр сечение нагрев происходит преимущественно в зоне переходного сопротивления между заготовками. Температура в этой зоне достигает точки плавления металла, после чего под приложенным давлением формируется сварное соединение.

Основные параметры КСР:

• сила сварочного тока (обычно от 1 до 100 кА);
• время прохождения тока (цикл сварки);
• величина прижимного усилия;
• форма и размеры электродов.

¶Виды контактной сварки

В промышленности и строительстве различают несколько основных способов контактной сварки, объединяемых понятием КСР:

¶Точечная сварка

Наиболее распространённый способ. Заготовки соединяются в отдельных точках — сварных точках, формируемых электродами цилиндрической формы. Диаметр сварной точки обычно составляет 4–12 мм. Точечная сварка широко применяется в автомобильной промышленности для соединения листовых деталей кузовов, в производстве бытовой техники, при изготовлении металлических конструкций из тонколистового проката.

¶Роликовая (шовная) сварка

Заготовки соединяются непрерывным или прерывистым сварным швом с помощью роликовых электродов. При непрерывном шве ролики прокатываются по заготовке, обеспечивая сплошное сварное соединение, герметичное по всей длине. Роликовая сварка применяется для изготовления цилиндрических ёмкостей, труб, герметичных швов в резервуарах.

¶Стыковая сварка

Два элемента соединяются торцами (стыками). Различают стыковую сварку с оплавлением, при которой концы заготовок расплавляются током и соединяются под давлением, и стыковую сварку с предварительным нагревом. Способ применяется для сварки стержней, труб, прокатных профилей, рельсов.

¶Области применения КСР

¶Строительство и сварные конструкции

В строительстве КСР применяются при возведении металлических конструкций, монтаже резервуаров, строительстве трубопроводов. Контактная сварка рельсов — основной способ их соединения при строительстве и ремонте железнодорожных путей. Стыковая сварка рельсов позволяет получать длинномерные бесстыковые пути, что снижает динамические нагрузки на подвижной состав и повышает плавность хода поездов.

¶Машиностроение

В автомобилестроении на долю контактной точечной сварки приходится основная масса сварных соединений кузова — до 3000–5000 точек на один кузов легкового автомобиля. В авиапромышленности и вагоностроении КСР используются для соединения панелей, каркасов и силовых элементов.

¶Производство бытовых изделий

КСР применяются при изготовлении металлической мебели, корпусов бытовой техники, радиаторов отопления, трубных конструкций.

¶Оборудование для КСР

Основное оборудование для контактной сварки — сварочные машины. По типу источника питания различают:

• трансформаторные машины (наиболее распространены);
• конденсаторные установки;
• инверторные машины (наиболее энергоэффективны).

Сварочные машины классифицируются по роду сварки (точечные, роликовые, стыковые), по типу привода (пневматический, гидравлический, электромеханический), по мощности и массе. Передвижные и монтажные машины применяются на строительных площадках, стационарные — в цеховых условиях.

¶Преимущества и ограничения

К достоинствам КСР относятся:

• высокая производительность (цикл сварки одной точки — доли секунды);
• отсутствие необходимости в расходных материалах (проволоке, флюсах, газах);
• малая зона термического влияния;
• возможность автоматизации процесса;
• экологичность — отсутствие дыма и вредных газов.

Ограничения КСР:

• необходимость обеспечения доступа к месту сварки с двух сторон;
• сложность сварки толстых заготовок (более 3 мм);
• ограничения по свариваемым материалам — лучше всего свариваются низкоуглеродистые стали, хуже — алюминий, медь и их сплавы;
• требование точной подгонки заготовок.

¶Контроль качества

Качество КСР контролируется разрушающими и неразрушающими методами. К неразрушающим относятся визуальный осмотр, ультразвуковой контроль сварных точек, рентгенографический контроль. При разрушающем контролле сварные соединения подвергаются испытаниям на отрыв, срез и изгиб.

¶История

Контактная сварка была открыта в 1885 году русским инженером Николаем Николаевичем Бенардосом и независимо от него в 1886 году — английским инженером Элишу Томпсоном. В России первые промышленные установки контактной сварки были внедрены в 1880-х годах на заводах Петербурга и Москвы. В советский период КСР получили широкое развитие в связи с массовым строительством металлоконструкций и развитием железнодорожного транспорта.

Источники:

• ГОСТ 14098-2014. Соединения сварные. Термины и определения.
• Хренов К. К. «Технология электрической сварки металлов и сплавов».
• Патон Б. Е. «Сварка в космосе и на Земле».
• Кучук-Абрамов И. Г. «Контактная сварка».
• Справочник по сварочному производству под ред. В. В. Фадеева.