Сварка аккумулированной энергией

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Сварка аккумулированной энергией – это сварка, при которой кратковременный сварочный процесс осуществляется с помощью мгновенно отдаваемой на сжимаемые заготовки электроэнергии, запасенной соответствующим накопителем. В результате в зоне контакта заготовок происходит резкое выделение тепла, способствующего их надёжному соединению.

Существуют четыре разновидности сварки аккумулированной энергией: 1) конденсаторная, при которой накопление энергии происходит в батарее конденсаторов; 2) электромагнитная, при которой накопление энергии происходит в магнитном поле специального сварочного трансформатора; 3) инерционная, при которой накопление энергии происходит во вращающихся частях генератора; 4) аккумуляторная, при которой накопление энергии происходит в аккумуляторной батарее.

Наибольшее промышленное применение получила конденсаторная сварка, имеющая следующие положительные особенности: 1) точную дозировку количества энергии, не зависящую от внешних условий типа напряжения сети; 2) малое время протекания тока (порядка десятитысячных долей секунды) при его высокой плотности, что обеспечивает небольшую зону термического влияния и позволяет сваривать разнородные материалы, а также материалы малых толщин (порядка нескольких микрометров); 3) невысокую потребляемую мощность.

Существуют два способа конденсаторной сварки: бестрансформаторная, при которой конденсатор разряжается непосредственно на свариваемые заготовки, и трансформаторная, при которой конденсатор разряжается на первичную обмотку сварочного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены электроды, воздействующие на свариваемые заготовки.

Рис. 5.23. Бестрансформаторная конденсаторная сварка:

1 – конденсатор; 2 – переключатель; 3 – сеть постоянного тока; 4 – неподвижная заготовка; 5 – подвижная заготовка; 6 – подпружиненный шток; 7 – направляющая втулка; 8 – защёлка

Примером бестрансформаторной сварки служит ударная конденсаторная сварка (рис. 5.23). Конденсатор 1 при соответствующем положении переключателя 2 заряжается от сети постоянного тока 3. Выходы заряженного конденсатора подключены непосредственно к свариваемым заготовкам, одна 4 из которых жёстко закреплена, а другая 5 может перемещаться с помощью подпружиненного штока 6, установленного в направляющей втулке 7. При освобождении защёлки 8 заготовка 5 быстро перемещается в направлении неподвижной заготовки 4 и ударяется о неё, причём непосредственно перед соударением возникает мощный разряд за счёт энергии, накопленной в конденсаторе. Этот разряд оплавляет торцы обеих заготовок, которые после соударения свариваются между собой под действием сжимающей ударной силы. Бестрансформаторной сваркой можно сваривать

Рис. 5.24. Трансформаторная конденсаторная сварка

встык проволоки и тонкие стержни разной толщины из разнородных металлов (вольфрам – никель, молибден – никель, медь – константан). Трансформаторная конденсаторная сварка (рис. 5.24) предназначена в основном для точечной или шовной сварки, но может быть использована и для стыковой. При этом способе разряд конденсатора преобразуется с помощью сварочного трансформатора. В правом положении переключателя конденсатор заряжается от источника постоянного тока, а в левом положении переключателя происходит разряд конденсатора на первичную обмотку сварочного трансформатора. При этом во вторичной обмотке индуктируется ток большой силы, обеспечивающий сварку предварительно зажатых между электродами заготовок.

Конденсаторную сварку применяют в производстве электроизмерительных и авиационных приборов, часовых механизмов, фотоаппаратов, элементов полупроводников и электронных схем, и т.п.

Диффузионная сварка

При диффузионной сварке соединение образуется в результате взаимной диффузии атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов, находящихся в твёрдом состоянии. Диффузионные процессы протекают весьма активно при нагреве до температуры рекристаллизации и создании давления, достаточного для пластического деформирования и смятия микровыступов с целью обеспечения физического контакта по всей поверхности соприкосновения заготовок.

В большинстве случаев диффузионную сварку выполняют в вакууме, однако она возможна и в атмосфере инертных или защитных газов. Свариваемые заготовки 1 (рис. 5.25) устанавливают на опору 2, расположенную внутри охлаждаемой вакуумной камеры 3, и нагревают с помощью индуктора ТВЧ либо вольфрамового или молибденового нагревателя 4. Вместо этих нагревателей для ускорения нагрева может быть также использован и электронный луч, который обычно применяют для нагрева тугоплавких металлов и сплавов. После того как будет достигнута требуемая температура, к заготовкам с помощью механического, гидравлического или пневматического прижима 5 в течение 5…20 мин прикладывают небольшое давление порядка 1…20 МПа. При таком термомеханическом воздействии возникает явление ползучести, приводящее к разрушению малопластичных поверхностных плёнок и резкому возрастанию площади физического контакта до 95% от номинальной поверхности. Завершение процесса образования контакта происходит в результате диффузионного зарастания оставшихся несплошностей.

Рис. 5.25.Диффузионная сварка: 1 – заготовка; 2 – опора; 3 – охлаждаемая вакуумная камера; 4 – нагреватель; 5 – прижим

Для получения высококачественного соединения свариваемые поверхности заготовок должны быть предварительно тщательно очищены от окислов и загрязнений, а их нагрев в процессе диффузионной сварки должен быть равномерным по всей площади соприкосновения. При нагреве в вакууме тончайшие адсорбированные и масляные плёнки испаряются и не препятствуют образованию соединения.

Достоинством диффузионной сварки является возможность соединения не только однородных, но и разнородных материалов (например, металл с керамикой) с образованием прочных промежуточных слоёв. Полученные соединения происходят без какого-либо изменения физико-механических свойств заготовок и, как правило, не нуждаются в последующей механической обработке.

Диффузионную сварку применяют в космической технике и радиоэлектронике, в самолёто- и приборостроении, при производстве вакуумных приборов, высокотемпературных нагревателей, инструментов, а также в пищевой промышленности.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒