Основные виды сварки давлением

Контактная сварка. При контактной сварке металл нагревается проходящим через место сварки электрическим током. После достижения необходимой температуры к свариваемым деталям прикладывается прижимающее усилие.

Контактная электросварка легко поддаётся автоматизации и широко применяется в серийном и массовом производстве для соединения деталей из сталей различных марок и сплавов цветных металлов. Чаще используют три вида контактной сварки: стыковую, точечную и роликовую.

При стыковой сварке соединение свариваемых металлических изделий происходит по всей поверхности их соприкосновения. Сварку производят на сварочных машинах ручного или автоматического действия. Прочность сварного шва не уступает прочности основного металла, и поэтому применяют её для ответственных соединений.

При точечной сварке изделия свариваются в отдельных точках. Свариваемые детали собираются внахлёстку и зажимают между медными электродами, по которым пропускается ток большой силы. Вследствие большого сопротивления место контакта свариваемых частей нагревается , причём внутренние слои нагреваются до расплавления, а внешние до пластического состояния. После выключения тока и снятия давления образуется литая сварная точка. Точечную сварку широко применяют в массовом и крупносерийном производстве, например, при кузовов легковых автомобилей.

Роликовую (шовную) сварку осуществляют по линии качения плоских роликов. При прохождении тока через ролики в месте соприкосновения свариваемых частей выделяется тепло, за счёт которого и происходит образования сплошного шва. В процессе роликовой сварки листовые заготовки соединяются внахлёстку. Как и при точечной сварке, внутренние слои нагреваются до расплавления. Роликовой сваркой соединяют листы из коррозионностойкой хромоникелевой стали, латуни, бронзы, алюминиевых сплавов(присадочный материал). толщиной до 1,5 мм.

Ультразвуковая сварка. При ультразвуковой сварке используется давление, нагрев и взаимное трение свариваемых поверхностей. Подлежащие сварке поверхности обезжиривают, сжимают в месте сварки и затем к ним с помощью специального инструмента подводят ультразвуковые колебания частотой 15…70 кГц. Вследствие трения одной поверхности о другую в плоскости контакта выделяется тепло, металл под действием сжимающего усилия пластически деформируется и при сближении поверхностей на расстояние действия межатомных сил между ними возникает прочная связь.

Сварка выполняется на специальных установках, продолжительность сварки 1…3 секунды. Прочность ультразвуковой сварки не ниже прочности точечной контактной сварки. Применяют ультразвуковую сварку в микроэлектронике и приборостроении при монтаже интегральных схем, герметизации приборов, в авиационной промышленности.

Сварка трением. При этом методе сварки для нагрева деталей используется превращение механической энергии трения в тепловую. Свариваемые детали приводят в соприкосновение, одну из них вращают. Выделяющееся при трении тепло нагревает торцы до пластического состояния, вращение прекращают, заготовки прижимают, детали свариваются. Сварное соединение образуется за счёт возникновения молекулярных связей между свариваемыми поверхностями. Неровности и оксидные плёнки, мешающие возникновению этих связей, разрушаются в результате трения и удаляются в радиальном направлении.

Сварка трением позволяет соединять не только однородные, но и разнородные металлы и сплавы с разными свойствами, например медь со сталью, алюминий с медью, титан с алюминием и др. Этот вид сварки достаточно экономичен, затраты энергии на него в 5…10 раз ниже, чем при контактной сварке. Этим методом чаще всего сваривают цилиндрические заготовки.

Холодная сварка. Этот вид сварки осуществляется давлением без нагрева, путём пластического деформирования металлов в местах сварки. Применяют для соединения металлов, обладающих достаточной пластичностью, при комнатной температуре, например алюминия, меди, серебра, цинка, никеля и их сплавов. Прочное, неразъёмное соединение образуется при сближении свариваемых поверхностей на расстояние, соизмеримое с параметрами их кристаллических решёток в результате образования металлических связей между поверхностями при приложении больших давлений. Толщина свариваемых деталей составляет 0,2…15 мм. Прикладываемое давление зависит от вида и толщины свариваемых деталей и колеблется от 150 до 1000 МПа. Холодная сварка высокопроизводительна и легко поддаётся автоматизации.

Контроль качества свариваемых соединений и конструкций производится разрушающими и неразрушающими методами. К разрушающим методам относят технологические пробы, механические испытания на твёрдость, ударную вязкость, изгиб, металлографические исследования, химический анализ, испытания на свариваемость, коррозионные испытания. К неразрушающим – гидравлические и пневматические испытания на плотность и прочность сосудов и резервуаров, трубопроводов, испытания керосином, магнитная, рентгено- и гамма дефектоскопия, ультразвуковой метод.