Контактная сварка

Сварка - это процесс получения монолитного соединения материалов за счет термодинамически необратимого превращения тепловой и механической энергии и вещества в стыке.

Можно выделить такие виды сварки, как: электронно-лучевая сварка, дуговая сварка и контактная сварка.

Все способы контактной сварки основаны на нагреве металла теплотой, выделяющейся при протекании по деталям электрического тока. Количество теплоты в основном зависит от силы тока, длительности его протекания и сопротивления металла зоны сварки.

При сварке к двум (или более) сжатым между собой деталям с помощью специальных электродов подводят ток небольшого напряжения (обычно 3-8 В) и большой силы (до нескольких десятков кА). Теплота, используемая при сварке, выделяется непосредственно в деталях, контактах между ними и контактах деталей с электродами. Электрическое сопротивление имеет существенное значение в процессах контактной сварки.

Если наблюдать при большом увеличении поверхность любого металла после обработки резанием или давлением, то на ней видны значительные неровности (выступы и впадины). При сжатии деталей образуется контакт, который представляет собой соприкосновение двух поверхностей по небольшому числу отдельных точек. Площадь контакта в каждой точке и число точек зависят от усилия сжатия деталей, механических свойств металла и состояния поверхности. Чем мягче металл и меньше высота неровностей на его поверхности, тем ниже так называемое контактное сопротивление при постоянном усилии сжатия.

Контактное сопротивление вызвано резким уменьшением сечения проводника в зоне контакта и наличием на соприкасающихся поверхностях пленок окислов, имеющих низкую электропроводность. С повышением усилия сжатия отдельные выступы на поверхности металла сминаются, площадь фактического контакта деталей увеличивается и контактное сопротивление снижается. Смятие металла под действием усилия способствует разрушению пленок окислов на поверхности, что также снижает контактное сопротивление. Контактное сопротивление значительно изменяется при нагреве деталей из-за повышения удельного сопротивления зон металла, прилегающих к контакту, а также увеличения числа и площади отдельных контактов в результате более интенсивного смятия нагретого металла. При нагреве увеличивается площадь контактов, поэтому с повышением температуры контактное сопротивление существенно уменьшается. Роль контактных сопротивлений в тепловыделении зависит от применяемого способа сварки и режима, в частности от силы сварочного тока и длительности его протекания.

Применяют следующие основные способы контактной сварки: точечную, рельефную, шовную и стыковую.