Свариваемые заготовки

металлических связей между ними. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединения. В результате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки оксидов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверхностей металла. При холодной сварке свариваемые поверхности очищают от адсорбированных жировых пленок.

Так как свариваемые поверхности неоднородны, имеют макро- и микронеровности, окисные пленки, загрязнения, то для сварки необходимо приложить внешнюю энергию. В зависимости от вида энергии различают три класса сварки: термический, термомеханический и механический.

Таким образом, в результате ультразвуковых колебаний в тонких слоях контактирующих поверхностей создаются сдвиговые деформации, разрушающие поверхностные пленки. По мере разрушения пленок образуются узлы схватывания, приповерхностные слои металла нагреваются, немного размягчаются и под действием сжимающего усилия пластически деформируются, свариваемые поверхности сближаются до расстояния действия межатомных сил, возникает прочное сварное соединение.

свариваемые поверхности имеют микронеровности (даже при тщательной обработке), высота которых измеряется микрометрами. Поэтому при совмещении поверхностей контакт возможен лишь в отдельных точках;

свариваемые поверхности имеют загрязнения, так как на любой поверхности твердого тела адсорбируются атомы внешней среды.

Холодную сварку осуществляют без нагрева соединяемых деталей, создавая с помощью пуансонов или роликов давление в месте сварки. Свариваемые поверхности должны быть хорошо очищены. Этот вид сварки применяют для соединения пластичных материалов (меди, алюминия) при толщине соединяемых деталей, не превышающей 3 ... 4 мм.

Для устранения приваривания электродов применяют подкладки из фольги молибдена или вольфрама толщиной 0,05—0,2 ли;, устанавливаемых между поверхностями электродов и деталей. После сварки подкладки удаляют, а если они привариваются к торцам, используют при сварке следующих точек. Для устранения приваривания поверхности деталей также покрывают графитом в местах контакта с электродами. Для концентрации тепла и снижения мощности применяемых машин свариваемые поверхности подвергают обработке, создающей шероховатость; с той же целью между свариваемыми поверхностями прокладывают фольгу тантала или ниобия. Перед сваркой детали очищают от окислов и др. загрязнений общим или местным (в местах нахлестки) травлением. Для соединений тугоплавких металлов применима также рельефная сварка по предварительно сделанным выступам. Д- С. Балковец.

Однако пленка и листы спеченного фоторопласта-4 толщиной не более 1 мм можно сварить между собой внахлестку тепловым способом, нагревая свариваемые поверхности до 370—380°С в течение 5—10 мин и при давлении на шов 1,5—2,5 кГ/см2. Для создания прижима в зоне шва свариваемых поверхностей применяют металлический шаблон по форме шва.

Сплав W + 6% Ni + 4% Си (тяжелый сплав) [9]. Сплав вольфрама с 2—4% Си и 5—6% Ni получают прессованием смеси порошков с последующим спеканием в две стадии при 950 и 1400° С. Этот сплав легко обрабатывается резанием. Заготовки и детали из сплава можно легко сваривать следующим образом. Между тщательно обработанными поверхностями укладывают прослойку из никелевой фольги толщиной 0,1 мм. После нагревания до 1450° С в водороде никель плавится, свариваемые поверхности соединяются таким образом, что «шов» не отличается от основного металла.

Листовые фторопласты могут подвергаться всем видам механической обработки (точению, сверлению, фрезерованию, строганию и сварке). Сварка листов и пленок проводится обычными для термопластов методами (см. табл. 39). Для соединения листов и пленок фторопласта-4 применяют высокотемпературную сварку (до 370° С) при сильном прижиме свариваемых поверхностей. Однако этот метод не всегда обеспечивает получение качественного шва даже при соединении тонких пленок. Значительно надежней разработанная в последнее время флюсовая сварка, осуществляемая при 370° С и давлении 2,5—3,5 кГ/см2 в течение 5—10 мин. Предварительно наносимый на свариваемые поверхности флюс (65% фтороуглеродного масла и 35% порошка фторопласта-4Д) способствует лучшему контакту стыкуемых поверхностей и укрепляет сварной шов.

Термопласты всех видов хорошо поддаются сварке. Высокоэластичные пластмассы (полиолефины, полиамиды, полиметилметакрилаты) сваривают контактной сваркой без применения присадочного материала. Тонкие листы и пленки сваривают внахлестку пропусканием пленок между роликами, подогреваемыми электрическим током. Плиты, бруски и другие подобные изделия сваривают встык. Свариваемые поверхности сжимают под давлением 1-3 кгс/см2; стык разогревают токами высокой частоты или ультразвуком. Прочность сварного стыка близка к прочности самого материала.

Стыковая сварка — разновидность контактной сварки при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины (рис. 5.26). Зажим 3 установлен на подвижной плите 4 перемещающейся в направляющих, зажим 2 укреплен на неподвижной плите 7. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство Плиты перемещаются, и заготовки сжимаются под действием усилия Р развиваемого механизмом осадки. '

Шовная сварка — разновидность контактной сварки, при которой между свариваемыми заготовками образуется прочное и плотное соединение. Электроды выполняют в виде плоских роликов, между которыми пропускают свариваемые заготовки.

Существуют два способа конденсаторной сварки: бестрансформаторная, когда конденсаторы разряжаются непосредственно на свариваемые детали, и трансформаторная, когда конденсатор разряжается на первичную обмотку сварочного трансформатора, во вторичной цепи которого находятся предварительно сжатые свариваемые заготовки.

Холодной сваркой выполняют точечные, шовные и стыковые соединения. На рис. 5.39, а представлена схема холодной точечной сварки. Свариваемые заготовки 1 с тщательно зачищенной поверхностью 2 в месте соединения помещают между пуансонами 4, имеющими выступы 5. При сжатии пуансонов усилием Р выступы 5 вдавливаются в металл до тех пор, пока поверхности 3 пуансонов не упрутся в наружную поверхность свариваемых заготовок. Форма сваренной точки зависит от формы выступа в пуансоне (рис. 5.39, б).

При стыковой сварке свариваемые заготовки / закрепляют в зажимах стыковой машины. Один из зажимов 2 — подвижный, другой — неподвижный. Питание электрическим током производят от сварочного трансформатора 3, вторичная обмотка которого соединена с плитами гибкими шинами, а первичная питается от сети переменного тока через включающее устройство. При помощи-механиз-ма осадки'подвижная плита перемещается, свариваемые детали сжимаются под усилием Р.

где С — емкость конденсаторов, Ф; U — напряжение зарядки, В. Существуют два вида конденсаторной сварки: бестрансформаторная, когда конденсаторы разряжаются непосредственно на свариваемые детали, и трансформаторная, когда конденсатор разряжается на первичную обмотку сварочного трансформатора, во вторичной цепи которого находятся предварительно сжатые свариваемые заготовки. Бестрансформаторная конденсаторная сварка предназначена в основном для сварки встык, трансформаторная — для точечной и шовной, но может быть использована и для стыковой. Преимуществами конденсаторной сварки являются: точная дозировка количества энергии, не зависящая от внешних условий, в частности, от напряжения в сети, малое время протекания тока (0,001 — 0,0001 с) при высокой плотности тока, обеспечивающее малую зону термического влияния; возможность сварки материалов очень малых толщин (до нескольких микрон); невысокая потребляемая мощность (0,2 — 2 кВ-А). Конденсаторную сварку применяют главным образом в приборостроении. >

На рис. 74 показана простейшая схема ультразвуковой сварки. Свариваемые заготовки 5 помещают на опоре 6. Наконечник 3 соединен с магнитострикционным преобразователем 1 через трансфоо-матор упругих колебаний 2, представляющих вместе с рабочим инструментом 4 волновод (на рис. 74 показано, как изменяется амплитуда колебании по длине волновода). Ультразвук излучается непрерывно в процессе сварки. Элементом колебательной системы возбуждающей упругие колебания, является электромеханический преобразователь 1, использующий магнитострикционный эффект Переменное напряжение создает в обмотке преобразователя намагничивающий ток, который возбуждает переменное магнитное поле в материале преобразователя. При изменении величины напряженности магнитного поля в материале возникает периодическое из-

Для изготовления сварных деталей корпусов применяют листовую и профильную сталь марок Ст2 и СтЗ и сплавы алюминия АМг, АМц, АМгб-Н и Д1. При этом свариваемые заготовки могут быть плоскими, гнутыми, штампованными и профильными. Эле-

Рис. 1. Схемы приспособлений для сварки пластмасс нагретым элементом (а, б, в — теплопередачей; г — излучением): 1 — нагреватель; 2 — полость водяного охлаждения; 3 — свариваемые заготовки; 4 — электрообогрев; S— траверса пресса; 6 — электрообогреваемые ролики; 7 — бесконечная лента; 8 — лента-нагреватель; 9 — сваренная заготовка; 10 — прижимной ролик; и — нагретый клин; 12 — электронагреватель.

Свариваемые заготовки органического стекла предварительно обрабатывают на ус (отношение длины уса к толщине заготовки равно 15 : 1, а перекрытие усов 2—3 мм) и слегка протирают

Холодной сваркой выполняют точечные, шовные и стыковые соединения. На рис. 5.23, а представлена схема точечной сварки. Предварительно зачищенные и обезжиренные поверхности 2 свариваемых заготовок 1 сдавливают пуансонами 3, имеющими рабочие выступы 4, высота которых составляет 0,7 ... 0,8 толщины свариваемого металла. Сила сжатия должна обеспечить полное проникание выступов в свариваемые заготовки. Контур свариваемых точек может быть различным и зависит от формы выступающей части пуансона (рис. 5.23, 6),