Электроды для контактной сварки. виды и рекомендуемый материал

На примере точечного либо рельефного видов, контактная сварка знакома многим сварочным специалистам.

Информация о компании

Производственное объединение СВАРТЕХ, ООО Производственное объединение «СВАРТЕХ» осуществляет комплексные поставки оборудования для точечной контактной и шовной сварки. На производственных площадках объединения налажен серийный выпуск машин точечной контактной сварки. Наличие на производстве конструкторского отдела позволяет прорабатывать нестандартные задачи, что позволяет в кратчайшие сроки прорабатывать любые технические задачи Заказчика. Применение при конструирование машин точечной контактной сварки современных средств систем… Контакты и адреса · Прайс-лист · Новости · Публикации · Видео

Принцип действия точечной сварки

Как уже говорилось выше, точечная сварка – разновидность контактной. При этом сварное соединение образуется посредством нагревания металла с помощью пропускаемого через него тока и пластической деформации сварной зоны под воздействием сжимающих усилий.

В основе контактной сварочной технологии лежит разогрев металла под воздействием электричества по закону Джоуля-Ленца. При сварке ток идет между электродами, проходя при этом через металл свариваемых деталей. При этом электроды изготавливают из материалов с хорошей электропроводностью, чтобы сопротивление контакта детали и электрода было наименьшим.

Принцип действия точечной сварки

За счет наибольшего сопротивления контакта деталей между собой наибольший нагрев происходит именно там. При этом нагрев и плавление металла приводит к появлению литых ядер сварных точек. Как правило, их диаметр составляет 4-12 миллиметров.

Разновидности и аппараты точечной сварки

Методы точечного соединения металла можно разделить на две группы: мягкие и жесткие.

Принцип действия точечной сварки

Мягкие режимы отличаются плавным нагревом деталей с помощью умеренного тока (плотность тока на поверхности электродов обычно не превышает ста ампер на квадратный миллиметр). Разогрев происходит за секунды. Такие режимы характеризуются меньшей потребляемой мощностью (если их сравнивать с жесткими режимами), меньшими нагрузками на электросеть, меньшими требованиями к мощности и цене сварочных машин, меньшей закалкой сварочной зоны. Такие режимы часто используются для сваривания склонных к закалке сталей.

Жесткие режимы отличаются меньшей продолжительностью процесса, более сильными токами и давлением при сжатии деталей. Плотность тока достигает трехсот ампер на квадратный миллиметр при сваривании стали. Время разогрева длится от 0.1 до 1.5 секунд. Давление электродов обычно составляет от 3 до 8 килограмм на квадратный миллиметр. Недостатками таких режимов являются повышенные требовании к мощности аппаратов контактной точечной сварки, большие нагрузки на сеть. Преимущества – меньшее время процесса и большая производительность. Жесткие режимы контактной сварки часто используют для сварки сплавов меди и алюминия, деталей с высокой теплопроводностью, неравной толщины, а также для сварки высоколегированных сталей, так как такие режимы сохраняют их коррозионную стойкость.

Точечная сварка не только надежна, но и выглядит эстетично

Принцип действия точечной сварки

Время приложения усилий сжатия и подачи сварочного тока определяются заданной циклограммой процесса соединения металла.

Таким образом, аппараты точечной сварки разделяются по мощности. Существует достаточно большое количество моделей машин для этого не сложного, но в тоже время серьезного процесса — от мощных станков с высокой производительностью до ручных переносных аппаратов.

Читайте также:  Абразивный круг для ЭШМ, Р40/Р80/Р120, 125 мм

Преимущества точечной сварки

Принцип действия точечной сварки

Этот процесс соединения металла имеет массу преимуществ. К достоинствам метода соединения различных металлов следует отнести:

  • Возможность сварки тонких и очень тонких деталей из металлов различной природы (в том числе и дорогостоящих или легкоплавких сплавов). Во многих случаях такая возможность бывает весьма полезной, а аппарат точечной сварки – незаменимой машиной.
  • Хорошие прочностные характеристики сварочного соединения, а также хороший внешний вид соединений. Соединения, полученные контактной сваркой, не подвержены старению, структура металла в зоне сварки практически не меняется, за исключением некоторого увеличения размера зерен.
  • Высокую производительность контактной точечной сварки. Существуют машины контактной точечной сварки, позволяющие выполнять до восьмисот сварочных точек в минуту.
  • Возможность полной автоматизации процесса точечной сварки. Все большее распространение приобретают автоматизированные машины контактной сварки, сварочные роботы и т.д. Это позволяет существенно сократить затраты труда, снизить себестоимость оборудования и повысить продуктивность работы.
  • Экономичное расходование электродов, электрической энергии и других материалов. Себестоимость сварных точек также достаточно низка – хотя аппарат точечной сварки стоит достаточно дорого, за счет экономичного расходования материалов, высокой производительности аппарата и длительного срока службы себестоимость этого бесспорно не заменимого оборудования получается низкой.
  • Низкие требования к квалификации персонала – для того, чтобы использовать аппарат точечной контактной сварки, вовсе не обязательно быть высококвалифицированным специалистом.
Принцип действия точечной сварки

Какие подойдут виды сварочных аппаратов для дома

  • Сварку труб для подачи отопления и воды желательно осуществлять с инвертором, сила тока которого составляет в диапазоне от 20 до 200 А, кабеля – 1,8 м, а питание – от 140 до 250 V, массой три килограмма и циклом в 60 процентов.

  • Ремонт автомобилей, подразумевающий сварку на толстой раме и тонком кузове, предполагает использование такого вида сварочного аппарата, как полуавтомат с постановкой проволоки от 0,8 до 1,2 мм, в диапазоне 20–300 А, длиной кабеля – канала в три метра, а также питанием от 180 до 250 V и циклом от 80 до 100 процентов. Вес оборудования может составлять шесть килограммов и более. На крупных предприятиях используют трехфазную модель на 380 V.

  • Для того чтобы сварить двери, забор и ворота используют простой трансформатор 40–250 А, длина кабеля при этом достигает двух метров, а цикл – 60 %. Питание от 220 до 230 V, в зависимости от местной сети.

  • Для сварки теплицы, опоры, навеса или балкона используют легкий сварочный аппарат инверторного типа, массой до 3 кг, длина кабеля которого составляет 1,8 м. Сила тока может быть в диапазоне от 30 до 180 А, поскольку толщина металлической стенки составляет не более 2 мм.

  • Для сварки печи и теплообменника потребуется мощный инвертор от 300 до 500 А с циклом от 80 до 100 % и 7,5 кВт. Возможно использование трехфазной запитки.

ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПРАВИЛ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНЫХ И ГАЗОСВАРОЧНЫХ РАБОТ

В соответствии со статьей 209 Трудового кодекса Российской Федерации (Собрание законодательства Российской Федерации, 2002, N 1, ст. 3; 2013, N 52, ст. 6986) и подпунктом Положения о Министерстве труда и социальной защиты Российской Федерации, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 19 июня 2012 г. N 610 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2012, N 26, ст. 3528), приказываю:

Читайте также:  Как выбрать садовый измельчитель для травы и веток?

1. Утвердить Правила по охране труда при выполнении электросварочных и газосварочных работ согласно приложению.

2. Признать утратившим силу приказ Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. N 1101н "Об утверждении Правил по охране труда при выполнении электросварочных и газосварочных работ" (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 20 февраля 2015 г., регистрационный N 36155).

3. Настоящий приказ вступает в силу с 1 января 2021 года и действует до 31 декабря 2025 года.

Министр А.О. КОТЯКОВ

Приложение к приказу Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 11 декабря 2020 г. N 884н

Материал для электродов контактных сварочных машин

Материал может быть использован при изготовлении электродов контактных сварочных машин для сварки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов.

Материал содержит никель, хром, медь, кремний марки КР2 и алюминий марки А5 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Cu – 96,26; Ni – 1,93; Cr – 0,96; Si – 0,55, Al – 0,3.

Стойкость электродов из данного материала составляет более 100000 сваренных точек. 1 табл.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к материалам для изготовления электродов контактных сварочных машин, и предназначено для сварки преимущественно нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов.

Известен материал для электродов контактной сварочной машины, содержащий хром и медь (сплав БрХ0,8) при следующем содержании компонентов, мас.%: Сu – 99,2; Сr – 0,8 [1] (, , Хромовые бронзы, М.: Металлургия. 1983, ).

Сплав БрХ0,8 обладает твердостью по Бринеллю при комнатной температуре 90 ед. Число точек, сваренных до увеличения контактной поверхности электрода на 20% (стойкость материала), – 4000.

Использование данного материала при изготовлении электродов контактной сварочной машины требует их частой замены, что ограничивает возможности их использования.

Известен также материал для электродов контактной сварочной машины, предназначенный для сварки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов, содержащий никель, титан, хром и медь. Сплав относится к термически упрочняемым материалам, имеет твердость по Бринеллю при комнатной температуре 230-250 [2] (Слиозберг С.К., Чулошников П.Л. Электроды для контактной сварки. Машиностроение, 1972, ).

Сплав обладает высокой прочностью при повышенных температурах испытания, но низкая температура рекристаллизации (500-550°С) приводит к ускоренному разрушению контактной поверхности электродов и выходу их из строя при сварке нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов, когда температура в контакте электрод-деталь находится в пределах 700-800°С. Данный материал выбран в качестве прототипа.

В основу заявляемого изобретения положена задача разработки материала для электродов контактных сварочных машин со значением стойкости более 100000 сваренных точек.

Материал для электродов контактных сварочных машин

Поставленная задача решается тем, что в материал, содержащий никель, хром и медь, дополнительно вводится кремний марки КР2 и алюминий марки А5 при следующем содержании компонентов, мас.%: Cu – 96,26; Ni – 1,93; Cr – 0,96; Si – 0,55; Al – 0,3.

Исходной шихтой для приготовления материала служат технически чистые металлы: медь электролитическая марки МООк, МОк, M1к (ГОСТ 859-78, ГОСТ 546-79); никель марок H1 и Н2 (ГОСТ 849-70); хром металлический марки Х99А (ГОСТ 5905-79); кремний металлический марки КР2 (ГОСТ 216969); алюминий первичный марки А5 (ГОСТ 11069-74).

Читайте также:  Дровокол на трактор: как сделать своими руками, пошаговая инструкция

Для исключения окисления металлов они вводились в расплав меди с помощью графитового “колокольчика”. Полученный сплав подвергался закалке при температуре 980-1000°С и последующему отпуску при температуре 480-500°С.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что введенный дополнительно кремний марки КР2 и алюминий марки А5 образуют сложные соединения Al-Si-Cr-Ni-Cu, которые способствуют образованию мелкозернистой структуры сплава, не разупрочняющейся с повышением температуры нагрева электрода в процессе работы, повышая температуру рекристаллизации материала на 140-190°С. Это приводит к увеличению стойкости материала. Стойкость материала оценивалась минимальным числом качественно выполненных сварных точек до первой зачистки электрода, что соответствует увеличению контактной поверхности электрода менее 20%, при режимах сварки, указанных в таблице.

Для получения необходимого свойства 96,26 кг меди, 1,93 кг никеля, 0,96 кг хрома, 0,55 кг кремния плавили в индукционной печи ИСТ-04 в графитовом тигле под слоем древесно-угольного карбюризатора при температуре 1450°С в течение 1 часа, затем вводился алюминий в количестве 0,3 кг с помощью графитового колокольчика. Расплав выдерживался в течение 10 минут и выливался в кокиль.

После охлаждения в кокиле сплав подвергался закалке от 900°С в воде и отпуску при 500°С в течение 4 часов. Из полученного материала изготавливался электрод для сварки переходного контакта к кожуху компрессора из нержавеющей стали. Полученный материал обладает твердостью по Бринеллю при комнатной температуре 170 ед.

Стойкость материала (число сварных точек до первой зачистки электрода) – 400000.

Формула изобретения

Материал для электродов контактных сварочных машин, преимущественно для сварки нержавеющих сталей, содержащий никель, хром и медь, отличающийся тем, что он содержит дополнительно кремний марки КР2 и алюминий марки А5 при следующем содержании компонентов, мас.%: Сu 96,26; Ni 1,93; Cr 0,96; Si 0,55, Al 0,3.

Промышленное применение точечной и шовной сварки

Из-за высокой производительности и качества сварных соединений, эти способы сварки являются одними из наиболее перспективных, в первую очередь, в условиях массового производства. Среди механизированных способов сварки контактная уверенно занимает первое место. Наиболее широкое применение эта сварка нашла в автомобилестроении. Не меньшее применение она находит и вагоностроении, при соединении обшивки вагона с рамой.

Другими областями массового применения являются производство комбайнов и тракторов, бытовых приборов, электроники, спортинвентаря и в строительстве при изготовлении строительных панелей, каркасов. Отдельное место точечная и шовная сварка занимает при изготовлении металлоконструкций ответственного назначения, например, при производстве современных авиалайнеров.

В приборостроении при помощи этого вида сварки изготавливают чувствительные элементы, корпуса приборов, реле. В электронике при изготовлении выводов интегральных схем, проводников, электронно-оптических систем.

Рельефную сварку используют при изготовлении арматуры железобетона, сеток, решёток, соединений крепёжных деталей и штуцеров, шипов с листами, тормозных колодок автомобилей, сепараторов шарикоподшипников и т.д.

При помощи шовной контактной сварки можно получить прочные соединения, работающие при высоком давлении и в условиях глубокого вакуума, к примеру, топливные баки автомобилей и сельхозтехники, барабаны стиральных машин, корпуса холодильников и различных ёмкостей (огнетушителей, бидонов, сифонов и др.). При этом, скорость сварки герметичных швов достигает 10-15 м/мин.