Материалы электродов
Согласно ГОСТ 2601, критерием качества готового шва является его прочность на разрыв или сдвиг. Она зависит от интенсивности тепловой мощности в зоне электрического разряда, а потому связывается в первую очередь с теплофизическими характеристиками материала электродов.
Использование медных электродов малоэффективно по двум причинам. Во-первых, медь, являясь высокопластичным металлом, не обладает достаточной упругостью, чтобы в период между рабочими циклами полностью восстановить геометрическую форму электродов. Во-вторых, медь весьма дефицитна, а частая замена электродов обуславливает и высокие финансовые затраты.
Попытки использовать более твёрдую, упрочнённую медь успеха не имеют: для нагартованного материала параллельно с повышением твёрдости снижается температура рекристаллизации, поэтому с каждым рабочим циклом износ рабочего торца электрода для контактной сварки будет возрастать. Поэтому практическое применение получили медные сплавы с добавлением ряда других металлов. В частности, введение в медный сплав кадмия, бериллия, магния, цинка и алюминия мало изменяет показатель теплопроводности, зато улучшает твёрдость при нагреве. Стойкость электрода от динамических тепловых нагрузок увеличивают железо, никель, хром и кремний.
При подборе оптимального материала сварочных электродов для контактной сварки ориентируются на показатель удельной электропроводности сплава. Чем меньше он будет отличаться (в меньшую сторону) от электропроводности чистой меди – 0,0172 Ом·мм2/м, тем лучше.
Наиболее эффективную стойкость против износа и деформации показывают сплавы, в состав которых входят кадмий (0,9…1,2%), магний (0,1…0,9%) и бор (0,02…0,03%).
Выбор материала для электродов точечной сварки зависит также и от конкретных задач процесса. Можно выделить три группы:
- Электроды, предназначенные для проведения контактной сварки в жёстких условиях (непрерывное чередование циклов, поверхностные температуры до 450…500ºС). Их изготавливают из бронз, содержащих хром и цирконий (Бр.Х, Бр.ХЦр 0,6-0,05. В эту же группу включают никель- кремнистые бронзы (Бр.КН1-4), а также бронзы, дополнительно легированные титаном и бериллием (Бр.НТБ), используемые для точечной сварки нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
- Электроды, применяемые при контактных температурах на поверхности до 250…300ºС (сварка обычных углеродистых и низколегированных сталей, медных и алюминиевых изделий). Их производят из медных сплавов марок МС и МК.
- Электроды для относительно лёгких режимов эксплуатации (поверхностные температуры до 120…200ºС). В качестве материалов применяется кадмиевая бронза Бр.Кд1, хромистая бронза Бр.Х08, кремненикелевая бронза Бр.НК и др. Такие электроды могут использоваться также и для роликовой контактной электросварки.
Следует отметить, что по убыванию удельной электропроводности (по отношению к чистой меди) эти материалы располагаются в следующей последовательности: Бр.ХЦр 0,6-0,05→МС→МК→Бр.Х→Бр.Х08→Бр.НТБ→Бр.НК →Бр.Кд1→Бр.КН1-4. В частности, разогрев до требуемой температуры электрода, изготовленного из бронзы Бр.ХЦр 0,6-0,05 произойдёт примерно вдвое быстрее, чем полученного из бронзы Бр.КН1-4.
Плавящиеся и неплавящиеся электроды — в чем отличие
Сварочные электроды классифицируют на два основных вида — плавящиеся и неплавящиеся. Обычные стандартные расходные материалы, используемые сварщиками, относятся к категории плавящихся, так как их сердечник под воздействием высоких температур плавится, образуя сварочный шов. В качестве образующего материала таких изделий служит сталь или медь.
Неплавящиеся электроды имеют специфическое предназначение, которое заключается в подводе тока к сварочному месту. Необходимость такого действия возникает в случае соединения металлических деталей путем плавления собственного металла. Для изготовления таких расходников используется аморфный уголь, вольфрам или графит. Служат угольные электроды для создания опрятных швов, а также для проведения резки толстого металла.
Расшифровка маркировки на электродах – что скрывают таинственные буквенные и цифровые коды
Благодаря предыдущему разделу, вы сможете определиться, какую модификацию лучше приобрести для конкретных потребностей – более подробно эту тему рассматривать не имеет смысла. Но давайте представим картину: приходите вы в магазин, обращаетесь к продавцу, он приносит продукцию марок МР-3, УОНИ-13/55 и ЦЧ-4. Какие из них брать? Профессионал быстро определит необходимый вариант, но что использовать новичкам? Всё просто – нужно знать расшифровку кодов, заложенных производителем. Давайте же без промедления разберёмся в этом тонком вопросе.
Для образца возьмём вышеупомянутую марку УОНИ и на её примере рассмотрим наиболее популярные коды, присутствующие на большинстве упаковок.
Увидев изобилие надписей, сложно разобраться во всех условных обозначениях сразу ФОТО: gunforum.com.ua
Итак, смотрим на маркировку, показанную на скриншоте, и расшифровываем всё по порядку.
Сначала мы видим надпись Е513. Буквой Е обозначают едкие электроды. Цифра 513 скрывает сразу несколько параметров. 5 – это сопротивление готового шва коррозии. 1 – указывает на жаропрочность, а 3 – на рабочую температуру стыка. Значения для каждой цифры разные, поэтому лучше ориентироваться по таблице, приложенной ниже.
Обратите внимание, в последней колонке указывается содержание ферритной фазы, в коде цифра указывается в скобках ФОТО: tamerlan-pmk.ru
Следующий блок (Б20) также указывает на ряд параметров. Литера «Б» говорит нам о наличии определённого покрытия на электроде. Расшифровку смотрите в таблице ниже.
| Буквенный код | Покрытие |
| А | Кислое |
| Б | Основное |
| Р | Рутиловое |
| Ц | Целлюлозное |
| П | Нестандартное |
На некоторых товарах можно встретить букву «Ж» — она сообщает о наличии в обмазке железного порошка ФОТО: russian.alibaba.com
Цифра 2 в блоке рассказывает покупателю о положении электрода в пространстве:
| Шифр | Расположение |
| 1 | Универсальное |
| 2 | Любое, кроме вертикального |
| 3 | Горизонтальное |
| 4 | Нижнее угловое |
Переходим к следующей строчке, содержащей массу важной информации. Кодом «Э» обозначается принадлежность к ручной дуговой сварке (полуавтомат лучше сочетается с проволокой)
Последующей цифрой указывается значение предела прочности шва. Наконец, шифр «А» говорит нам о высокой ударной вязкости соединения, а следовательно, и пластичности.
Следующий ряд знаков обозначает марку (в нашем случае УОНИ-13/55) – наименование зависит от производителя. Следом идёт обозначение диаметра.
Предпоследняя буква в строке рассказывает покупателю о соответствии продукта определённому типу металла, либо возможности выполнять особые работы (например, наплавку).
Для каждого вида углеродистых сталей, нержавеющих сплавов и чугуна подходит только узко очерченный круг электродов ФОТО: abouttmetal.ru
Последним кодом указывают толщину покрытия на стальном сердечнике:
| Шифр | Расшифровка |
| М | Тонкий слой |
| С | Средний слой |
| Д | Толстый слой |
| Г | Очень толстый слой |
Вот и все тонкости. Теперь вы без труда определите необходимую для своих задумок марку электродов.
Также существуют и профилактические меры. О них – в приложенном ниже видео:
Watch this video on YouTube
Причины недолговечности электродов контактной электросварки
Процесс контактной сварки состоит из следующих стадий:
- Предварительной подготовки поверхности соединяемых деталей – она должна быть непросто очищена от загрязнений и окислов, но и очень ровной, чтобы исключить неравномерность возникающего напряжения электрического поля.
- Ручного или механического прижима свариваемых изделий – с увеличением усилия прижима растут интенсивность диффузии и механическая прочность сварного шва.
- Локального расплавления металлов в зоне прижима теплом электрического тока, в результате чего формируется сварочное соединение. Прижим электродов на этой стадии препятствует образованию сварочных брызг.
- Отключения тока и постепенного остывания сварного шва.
Таким образом, материал электродов для контактной сварки претерпевает не только значительные термические напряжения, но и механические нагрузки. Поэтому к нему предъявляется ряд требований – высокая электропроводность, высокая термическая стойкость (в том числе – и от постоянных колебаний температуры), повышенные значения предела прочности на сжатие, малый коэффициент теплоёмкости. Таким комплексом свойств обладает ограниченное число металлов. В первую очередь – это медь, и сплавы на её основе, однако и они не всегда удовлетворяют производственным требованиям.
В связи с постоянным повышением энергетических характеристик производимых сварочными клещями для точечной сварки многие торговые марки ориентируют потребителя на применение только «своих», фирменных электродов, что не всегда соблюдается. В результате снижается качество сварных швов, получаемых по такой технологии, подрывается доверие к самому процессу контактной электросварки.
Преодоление указанных проблем производится двумя путями: совершенствованием видов и конструкций сварочных электродов для точечной сварки, и разработкой новых материалов, используемых для изготовления таких электродов. Для частных пользователей имеет значение также и цена вопроса.
Виды и общие понятия
Что такое контактная сварка, как она работает? Соединение происходит при нагреве металла с помощью электротока (постоянного или переменного) и сжимающего усилия. Имеет обозначение — Electric Resistance Welding (ERW — электрическая сварка сопротивлением).
Виды контактной сварки:
- стыковая;
- точечная;
- шовная или роликовая;
- рельефная.
В статье ниже на фото представлен принцип соединения металлических изделий, разными видами.
Преимущества:
- высокая скорость (соединение стыка или точки происходит за 0,02–1 с.);
- расходуется мало материала;
- отменное качество соединений;
- требования к квалификации рабочего снижены;
- нетоксичность и автоматизация процесса.
К недостаткам точечной сварки можно отнести — отсутствие герметичности сварных швов.
Машины и аппараты для контактной сварки выпускаются подвесными, стационарными и передвижными. А в само тело агрегатов входит электро и механическая части, охлаждение и система сжатия.
Это интересно: Электроды АНО-21 — характеристики, достоинства и недостатки
Сведения об электродах
Изделие представляет собой стержень длиной 25-45 см из электропроводящего материала.
Назначение материалов
Сварочный электрод нужен для создания стабильного электродугового разряда. Благодаря его высокой температуре кромки соединяемых заготовок плавятся и сливаются воедино.
Дуга возникает при следующих условиях:
- расходник и детали подключены к источнику тока;
- промежуток между ними составляет 2-4 мм.
Рекомендуем ознакомиться
Подробнее вы можете узнать из нашей статьи что такое дуга.
Классификация элементов
Расходники делятся на типы:
- Плавящиеся. Снабжены покрытием, выполняющим защитную и другие функции.
- Неплавящиеся.
Электроды делятся на типы по составу покрытия.
Первый тип по составу покрытия делится на виды:
- Кислые.
- Основные.
- Целлюлозные.
- Рутиловые.
Различают 4 вида:
- Особо толстое – D/d больше 1,8.
- Толстое – менее 1,8.
- Среднее – менее 1,45.
- Тонкое – менее 1,2.
Особенности эксплуатации
По типу электрода подбирают ток:
- постоянный;
- переменный.
Первый вариант обеспечивает более высокое качество шва. Различают 2 подвида:
- Постоянный с прямой полярностью. Положительный полюс источника подключают к заготовке.
- С обратной полярностью. «Плюс» подключен к электроду.
Постоянный ток обеспечивает высокое качество шва.
От полярности зависит температура нагрева расходника и заготовки.
Различают 4 вида швов:
- Потолочные.
- Вертикальные снизу вверх.
- Те же в противоположном направлении.
- Нижние.
Некоторые электроды не позволяют выполнять потолочные и вертикальные швы из-за высокой текучести металла в сварочной ванне.
Надежность соединения зависит от следующих параметров:
- Силы тока.
- Длины дуги.
- Диаметра расходника.
- Скорости и характера его перемещения.
- Угла наклона к поверхности заготовок.
Надежность соединения зависит от диаметра электрода.
Длину дуги стремятся делать наименьшей. В противном случае происходит следующее:
- Металл расходника успевает окислиться за время пути к сварочной ванне.
- Дуга «гуляет» по стыку, что приводит к распределению тепла по большой площади. В результате уменьшается глубина провара, усиливается разбрызгивание основного материала (он отскакивает от нерасплавленной поверхности).
При большой величине промежутка между расходником и заготовкой шов получается грязным и неаккуратным.
Коротко о марках электродов
ГОСТ 9467-75 устанавливает единую буквенно-цифровую систему обозначения расходников.
Марку записывают в виде дроби, например:
- Числитель – Э46-МР-3 АРС-3-УД.
- Знаменатель – Е432(3)-Р21.
Первый символ числителя обозначает способ сварки. В данном случае – ручная дуговая (литера Э).
Далее указывают временное сопротивление наплавки разрыву в кгс/кв. мм. В указанном примере – 46. Если изделие придает шву повышенные прочность и пластичность, после числа ставят литеру «А» (например, Э50А).
ГОСТ устанавливает систему обозначения электродов.
Следующая позиция – марка электрода (МР-3).
АРС – сокращенное обозначение производителя (завод «Арсенал»).
3 – диаметр.
Следующий символ обозначает тип стали:
- У – углеродистую и низколегированную;
- Л – легированную;
- Т – теплостойкую;
- В – высоколегированную с особыми свойствами.
Литера «Н» на этом месте означает «наплавочный электрод». Такие изделия используются для восстановления стертых участков (например, седла вентиля).
Следующая буква обозначает толщину покрытия:
- М – тонкое;
- С – среднее;
- Д – толстое;
- Г – особо толстое.
Первый символ знаменателя – тип электрода по международной системе обозначений. В данном примере – плавящийся (литера E).
На электродах указывается их тип.
Далее указывают прочность на разрыв в десятках МПа. Для данного расходника это 430 (МПа).
Следующая цифра означает относительное удлинение расходника. 2 – это 24% и более.
Далее цифрой обозначают допустимую температуру. Например, 3 – до -20°С, 6 – до -50°С и т.д.
Следующим символом зашифрован тип покрытия:
- Р – рутиловое;
- А – кислое;
- Б – основное;
- Ц – целлюлозное.
Обмазку смешанного типа обозначают сочетанием букв. Например, РЦ расшифровывается как рутилово-целлюлозный.
Присутствие в покрытии железного порошка показывают литерой Ж: РЖ, АЖ и т.д.
Предпоследней цифрой в марке зашифрованы допустимые пространственные положения шва:
- 1 – все;
- 2 – все, кроме вертикальных в направлении сверху вниз;
- 3 – нижние, горизонтальные на вертикальной плоскости и вертикальные снизу вверх;
- 4 – нижние и нижние в лодочку.
Особенности точечной контактной сварки
Подобная технология прекрасно подходит для того, чтобы соединить между собой металлические элементы, причем присоединение осуществляется как в одной, так и в нескольких точках данных заготовок. Она пользуется огромной популярностью не только в промышленности (в частности, ее часто применяют в сельском хозяйстве, при строительстве самолетов, автомобильного транспорта и так далее), но и в бытовых условиях.
Принцип действия данного метода довольно простой: электрический ток при прохождении через детали, находящиеся в непосредственном контакте друг с другом, очень сильно разогревает их кромки. Нагрев получается настолько сильным, что металл начинает быстро плавиться, сразу заготовки быстро сдавливают со значительным усилием. В результате этого и осуществляется формирование сварного соединения.
Оборудование, разработанное для использования такой технологии, предназначено для соединения между собой листов, прутьев и других металлических изделий. Ключевыми преимуществами данного метода являются следующие:
- Отсутствие сварного соединения в традиционном его понимании;
- Нет необходимости использовать присадочный материал, газовую среду или же флюс;
- Оборудование очень легко в использовании;
- Скорость выполнения работ довольно высокая.
Главным и единственным недостатком подобного способа является то, что шов получается абсолютно не герметичным.
Полярность и сила сварочного тока
Сварка может производиться как на переменном, так и на постоянном токе. Например, рутиловые электроды могут работать и на постоянном и на переменном токе, а расходники с основным покрытием только на постоянном токе обратной полярности.
При проведении работ с использованием постоянного тока существует два варианта подключения:
- При работе на постоянном токе прямой полярности, свариваемое изделие подключается к зажиму «+», а электрод к «–».
- При использовании постоянного тока обратной полярности, заготовка подсоединяется к клемме «–», а держак электрода к «+».
Следует учитывать, что на контакте «+» наблюдается большее выделение тепла. Это значит, что на прямой полярности лучше выполнять сварку массивных деталей, а на обратной тонколистовой металл и высоколегированные стали. Использование постоянного тока обратной полярности позволит избежать прожига тонких деталей и перегрева высоколегированных сталей.
Правильно подобранная сила тока значительно облегчает процесс ведения сварки и позволяет избежать дефектов в процессе работы. Существует негласное правило, что на миллиметр диаметра электрода добавляется 20-30 Ампер тока. На выбор силы тока также влияет пространственное положение сварки, количество слоев шва и толщина металла. Как правило, производители указывают диапазон рекомендуемых значений сварочного тока на упаковке с электродами. Ориентировочные настройки силы тока:
| Диаметр электрода | 2 мм | 2,5 мм | 3 мм | 4 мм | 5 мм | 6 мм |
| Сила тока | 40-64 А | 65-80 А | 70-130 А | 130-160 А | 180-210 А | 200-350 А |
Единственно верных настроек не существует. Как правило, сварщик устанавливает силу тока исходя из собственного опыта и ощущений, а также используемого оборудования. Главное, чтобы в процессе сварки обеспечивалась достаточная глубина провара и свободное управление сварочной ванной.
Состав и свойства электродов
Самое важное свойство в разделении сварных расходников по типу сварки, для которого они пригодны. Необходимо рассматривать самые широко используемые из них
Для точечной сварки
При таком способе соединения в качестве шва выступает точка размером с диаметром рабочей поверхности стержня. Чаще всего это металлический электрод с основой из меди, изготовленный в соответствии с ГОСТом-14111-90. Окружность его изменяется от 10 до 40 мм.
Для выполнения работ необходимо точно подобрать его размер и тип рабочей поверхности:
- цилиндрический;
- конический;
- сферический или со скошенным рабочим концом;
- с переходным цилиндрическим участком;
- сплошной или составной.
Это происходит при увеличении рабочей зоны более чем на 20% от первоначального габарита.
Преимуществами подобного вида сварки стали:
- простота выполнения;
- эстетика сварочного пятна;
- высокая производительность;
- использование инверторов в процессе работы.
Недостатком считается низкая герметичность шва.
Для ручной дуговой
В этом случае следует рассматривать характеристики обмазки, которая применяется для стабилизации дуги во время выполнения операции. Каждая из классификаций сварочных электродов здесь предусматривает каждую особенность как материала свариваемых деталей, так и свойства покрытия, позволяющего выполнить наиболее качественный шов.
Среди электродов для дуговой сварки выделяются самые популярные:
- Легированные, с химическими добавками для улучшения эксплуатационных характеристик. У подобного инструмента в маркировке имеется буква Т.
- Если в названии стержня есть литера У, то в процессе производства использованы металлы с повышенным содержанием углерода. Подобные соединения увеличивают механическую прочность соединения на разрыв до 600 МПа.
- Популярны электроды из конструкционной стали, помечаемые знаком Н. Они предназначены для напайки металлов для усиления специализированных эксплуатационных качеств соединения.
Другие виды
Для ручной и электродуговой сварки существуют не только электроды в виде отдельных стержней.
В зависимости от потребностей и условий работы в качестве расходников можно применять:
- Сварочную проволоку из медного, алюминиевого сырья. Она изготавливается в соответствии с ГОСТом 2246-70, который допускает 77 разновидностей сердечников – низкоуглеродистых, низко- и высоколегированных, цветных металлов. Толщина стержня составляет 0,3-12,0 мм в случае ручного применения, до 3 мм для полуавтоматов и 2,5 мм для автоматической сварки. Для наплавочных работ есть более толстые виды проволоки. Для прочности и чистоты шва, повышения устойчивости горения дуги и уменьшения разбрызгивания окалины рекомендуется использовать омедненные типы изделий.
- Следующая разновидность материала для сварки – порошковая, флюсовая или самозащитная проволока. Ее используют в полуавтоматических аппаратах в виде металлической оболочки с наполнением из ферросплавов, минералов, химикатов, рудных пород. Этот компонент предназначен для защиты стыка из железа от окисления, легирования, раскисления соединения и стабилизации дуги. С помощью этой технологии появилась возможности отказаться от применения газовых баллонов.
Требования к электродам
Выбирая стержни для работы, стоит их внимательно рассмотреть и оценить. Покрытие должно быть без сколов, повреждений, иначе не удастся добиться однородного разогрева и равномерного получения шва. На кончике электрода толщина смазки должна быть такой же, как на всем стержне – благодаря этому электрическая дуга пройдет по центру.
Проинспектировать стоит влажность покрытия, иногда повышенная влажность обмазки не позволяет легко зажечь стержень. Отсюда, требования к хранению электродов в сухом месте, желательно, герметично упакованными. Народные умельцы рекомендуют в упаковку класть пакетики с солью для устранения излишней влаги. Если случится, что электроды отсыревают, их можно подсушить в кухонной духовке при невысокой температуре. Этот параметр указывается на упаковке изделий. Можно также оставить в проветриваемой сухой комнате.
Во время сварочных работ для получения качественного прочного, устойчивого шва необходимо учитывать основные моменты:
- Правильная для конкретного изделия сила тока.
- Подходящий для изделия и вида работ диаметр сварочного электрода.
- Учет размерности и толщины свариваемых материалов.
- М. Д. Банов, Ю. В. Казаков, М. Г. Козулин и др.; под ред. Ю. В. Казакова. Сварка и резка материалов: Учебное пособие. — Издание 2-ое, стереотипное. — Издательский центр «Академия», 2002.
- Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Металлорежущие инструменты. Учебник (гриф УМО). Томск: Изд-во Томского ун-та. 2003.
- Статья на Википедии
Конструкции электродов
Для работы с электродуговой сваркой также используются электроды, но они кардинально отличаются от токопроводящих элементов для контактной сварки, и не подходят для данного вида работ. Поскольку в момент сварки детали сдавливаются контактными частями сварочного аппарата, то электроды для контактной сварки способны проводить электрический ток, выдерживать нагрузку на сжатие и отводить тепло.
Свариваемый металл определяет форму применяемого электрода. Данные элементы, имеющие плоскую рабочую поверхность, используют для сварки обычных сталей. Сферическая форма идеально подходит для соединения меди, алюминия, высокоуглеродистых и легированных сталей.
Сферическая форма наиболее устойчива к сгоранию. Благодаря своей форме они способны выполнить большее количество сварных швов до заточки. Кроме того, применение такой формы позволяет варить любой металл. В то же время, если сваривать алюминий или магний плоской поверхностью, то будут образовываться вмятины.
Схема электрода для сварки
Посадочное место электрода часто выполнено в форме конуса или с резьбой. Данная конструкция позволяет избежать потерь тока и эффективно выполнить сжатие деталей. Посадочный конус может быть коротким, однако их применяют при малых усилиях и низких токах. Если используется крепление с резьбой, то зачастую через накидную гайку. Резьбовое крепление особенно актуально в специальных многоточечных машинах, так как необходим одинаковый зазор между клешнями.
Для выполнения сварки в глубине детали, применяются электроды искривленной конфигурации. Существует разнообразие изогнутых форм, поэтому при постоянной работе в таких условиях, необходимо иметь подборку различных форм. Однако пользоваться ими неудобно, и они имеют более низкую стойкость, в сравнении с прямыми, поэтому к ним прибегают в последнюю очередь.
Поскольку давление на фигурный электрод приходится не по его оси, во время нагрева он подвержен изгибанию, и об этом нужно помнить при выборе его формы. Кроме того, в такие моменты, возможно смещение рабочей поверхности искривленного электрода, по отношении к ровному. Поэтому в таких ситуациях обычно применяется сферическая рабочая поверхность. Не осевая нагрузка сказывается также на посадочном месте электрододержателя. Поэтому при чрезмерной нагрузке, нужно использовать электроды с увеличенным диаметром конуса.
Выполняя сварку в глубине детали можно использовать прямой электрод, если наклонить его по вертикали. Однако угол наклона должен быть не больше 30о, так как при большем градусе наклона происходит деформация электрододержателя. В таких ситуациях применяют два изогнутых токопроводящих элемента.
Внешний вид электродов
Использование хомута в месте крепления фигурного электрода позволяет снизить нагрузку на конус и продлить срок службы посадочного места сварочного аппарата. При разработке фигурного электрода, необходимо вначале выполнить чертеж, затем изготовить из пластилина или дерева пробную модель, и только после этого приступать к его изготовлению.
В промышленной сварке применяется охлаждение контактной части. Зачастую такое охлаждение происходит через внутренний канал, но если электрод небольшого диаметра или происходит увеличенный нагрев, то охлаждающую жидкость подают снаружи. Однако наружное охлаждение допускается при условии, что свариваемые детали не поддаются коррозии.
Труднее всего охладить фигурный электрод из-за его конструкции. Для его охлаждения применяют тонкие медные трубки, которые располагаются по боковым частям. Однако даже при таких условиях он недостаточно хорошо охлаждается, поэтому не может варить в том же темпе, что и прямой электрод. В противном случае происходит его перегрев и срок эксплуатации сокращается.
Во время контактной сварки ось двух электродов должна быть 90о по отношению к поверхности детали. Поэтому когда свариваются крупногабаритные детали с уклоном, используются поворотные, самоустанавливающиеся держатели, а сварка выполняется сферической рабочей поверхностью.
Стальная сетка диаметром до 5 мм сваривается пластинчатым электродом. Равномерное распределение нагрузки достигается путем свободного вращения вокруг своей оси верхнего токопроводящего контакта.
Хотя сферическая форма рабочей поверхности является самой устойчивой из остальных форм, все же она, вследствие тепловых и силовых нагрузок, теряет свою первоначальную форму. Если рабочая поверхность контакта увеличивается на 20 % от первоначального размера, то он считается непригодным, и его нужно затачивать. Заточка электродов контактной сварки производится в согласии ГОСТом 14111.
Процесс охлаждения
Для охлаждения электрода в ходе такой сварки применяют воду, которая поступает по трубкам, либо через отверстия в нем самом. Это необходимо, так как на электроды идет серьезное температурное воздействие и необходимо своевременное охлаждение.
И наружное или внутреннее охлаждение водой используют потому, что воздуха для этого недостаточно.
При использовании сложных изделий, качественному охлаждению необходимо уделять особое внимание. Именно из-за особенностей их конструкции, охлаждение таких моделей может привести к появлению трудностей
Не столь важно, прямую или фигурную модель вы используете, но если электрод достаточно большого размера, то вдоль корпуса можно припаять две медные трубки для оперативной подачи воды. Это нужно помнить, если вы используете модель непростой конфигурации
Это нужно помнить, если вы используете модель непростой конфигурации.
Из чего делают электроды для контактных сварных работ?
Материал, из которого будут производиться электроды, выбирается в зависимости от того, какие требования будут предъявляться к условиям работы продукции. Стоит отметить, что электроды должны прекрасно выдерживать сжатие, температурные перепады, воздействие высоких температур, напряжения, которые будут образовываться внутри самого электрода, находящегося под серьезной нагрузкой.
Чтобы изделия получились максимально качественными, следует, чтобы электрод сохранял первоначальную форму своей рабочей поверхности, которая будет находиться в непосредственном контакте с соединяемыми деталями. Подплавление данного расходного материала ускоряет его изнашивание.
Обычно в качестве основного элемента берется медь, в нее добавляют другие элементы – магний, кадмий, серебро, бор и так далее. В результате получается материал, превосходно сопротивляющийся даже очень серьезным физическим нагрузкам. Электроды с вольфрамовым или молибденовым покрытием практически не изнашиваются в процессе эксплуатации, поэтому они в последнее время приобрели наибольшую популярность. Однако их нельзя использовать для сварки продукции из алюминия и других материалов, обладающих мягкой структурой.
Технология контактной сварки
Технология контактной сварки подразумевает нагрев металлических поверхностей до температуры плавления металла за счет тепла, образующегося в процессе прохождении мощного электрического тока от одной детали к другой сквозь точку их контакта.
В то же время, соединяемые детали сжимаются друг с другом, что приводит к взаимному проникновению и сплавлению нагретых участков металла. В итоге, создается ядро сварной точки в форме чечевицы, имеющие диаметр 4-12 мм.
Особенности точечной контактной сварки инвертором заключаются в:
- незначительной продолжительности сваривания: 0,1-2 секунды;
- мощном сварном токе: более 1000А;
- низком напряжении в сварочной цепи: 1-10В, обычно 2-3В;
- значительном усилии сжимающего места соединения: 20-200 кг;
- небольшой зоне расплавления.
На заметку! Изделия из низкоуглеродистой стали могут свариваться без расплавления ядра, но такие соединения не будут надежными, поэтому данный вид сварочных работ применяется крайне редко.
Согласно общей классификации, технологию контактной сварки относят к классу термомеханических процессов.
Разновидности контактной сварки.
Все операции в процессе работы можно разделить на несколько последовательных этапов:
- детали из металла совмещают в нужном положении, размещают между парой электродов и крепко сжимают друг к другу;
- детали нагревают с помощью электрического тока, приводящего их в состояние актуальной пластичности, деформируют, добиваясь плотного соединения металлических кромок.
В условиях промышленного предприятия частота сваривания достигает сварных 600 точек в минуту, самодельная сварка точечным методом в домашних условиях осуществляется медленнее.
При осуществлении точечной сварки своими силами в домашней мастерской важно придерживаться постоянства следующих параметров:
- скорости перемещения сварочных электродов;
- уровня величины давления на детали до достижения полной контактности свариваемых деталей.
Не менее важно соблюдать технику безопасности при выполнении сварочных работ точечным методом:
- все электрические и соединительные провода должны быть надежно изолированы;
- сварщик обязательно должен носить специальные защитные рукавицы, предохраняющие руки от возможных ожогов;
- лицо мастера должно быть защищено от попадания искр или брызг металла при помощи маски;
- сварные работы должны проводиться на площади без легковоспламеняющихся либо огнеопасных предметов, материалов, расположенных поблизости;
- если в помещении присутствуют деревянные полы, их стоит защитить от риска возгорания при помощи изоляционного материала в рулонах;
- стоит подготовить средства для тушения возгораний перед началом сварки своими силами, дабы при возгорании максимально быстро устранить проблему;
- комнату, где проводится работа, потребуется хорошенько проветривать время от времени во избежание отравления мастера вредными газами, выделяемыми в процессе проведения операции.
