Приварка болтовых деталей разрядом конденсатора

Болты диаметром до 8 мм приваривают путем разряда конденсатора. При этом способе, известном под названием способ Грахама (Graham), предварительно заря­женный конденсатор разряжается на промежуток между торцом болта и поверх­ностью детали. Отрицательный полюс батареи конденсаторов соединен с болтом. Торец болта при разрядке оплавляется. Возможна сварка болтов с листами и болтов с болтами. Для этого применяют конденсаторные батареи емкостью не менее 10⁶ мкФ. Напря­жения заряда составляют от нескольких сотен до тысячи вольт, сварка длится не­сколько миллисекунд. Благодаря короткому времени сварки можно соединять детали из разнородных материалов. Максимальный диаметр болта 8 мм. Производительность сварки 15 болт/мин, а при пневматической подаче болтов 60— 85 болт/мин.

Рис. 13. Ударная конденсаторная сварка болтов:

1 — болт (с острым концом); 2 — подкладка; 3 — зажим; 4 — магнит или пружина длявыполнения удара; 5 — ручной сварочный пистолет; 6 — зарядная часть конденсатора; 7 — прибор зарядного напряжения; 8 — источник питания магнитной катушки; 9 — размыкатель; 10 — уровни болта

В зависимости от процесса образования разряда также различают два техноло­гических варианта способа. На конце болта имеется тонкий цилиндрический выступ. В одном из вариантов болт и деталь контактируют через выступ уже перед началом сварки. Ток большой плотности концентрируется в выступе и пос­ледний быстро плавится и испаряется. В образующемся зазоре возбуждается дуга.

По мере движения болта в сторону детали дуга укорачивается и гаснет при по­гружении болта в сварочную ванну. Обеспечивается воспроизводимость процесса в узких пределах.

В другом варианте болт и деталь устанавливают перед началом сварки с зазором. После подачи в сварочную цепь напряжения болт перемещают в сторону детали. При касании детали и выступа происходят те же процессы, что и в первом ва­рианте, однако воспроизводимость процесса образования разряда несколько хуже. Поэтому возможен большой разброс показателей прочности и пластичности сварного соединения. Разброс можно уменьшить, используя вспомогательную дугу, возбуж­даемую при подъеме болта после предварительного короткого замыкания и питае­мую током от отдельного источника. При перемещении болта к детали и разряде конденсатора, возбуждается основная сварочная дуга.

Рис. 14. Свариваемость ма­териалов болта и подкладка:

/ — не свариваются;//—нет данных; /// — сварива­ются хорошо; 1 — алюмини­евые сплавы; 2 — алюминий (99.5 %); 3 — латунь; 4 — высоколегированная хромоникелевая сталь; 5 — низкоуглеродистая сталь

Границы применимости. Размеры: диаметр болтов d = 3—8 мм; максимальная длина болтов / = 120 мм. Группы материалов: углеродистые и низколегированные стали; низкоуглеродистые стали; высоколегированные хромоникелевые стали; цветные металлы (алюминий) и сплавы цветных металлов (медные и алюминиевые сплавы).

Область использования: автомобилестроение и вагоностроение, судостроение и строительство конструкций, тяжелое машиностроение и химическое приборостроение для приварки болтов с резьбой, для крепления листов, труб, теп­лообменников и химической аппаратуры.

Параметры: напряжение заряда 20 - 100 В; емкость конденса­тора 60 Ф; плотность тока 10⁶ А/мм² (в зоне острого конца); продолжи­тельность сварки 5—6 мс; производительность 10—15 болтов/мин.

Техника сварки. Для сварки каких-либо материалов при данном диа­метре болта и толщине подкладки нужно знать только напряжение заряда и точно определить расстояние между болтом и подкладкой; слишком высокое на­пряжение заряда приводит к образованию брызг и вызывает появление пустот в зоне плавления. Для устранения пустот, газовых пузырей и в целом для получения высококачественного соединения нужно очистить свариваемые компоненты от окалины, жира и других загрязнений. Присадочные материалы не используются. Свариваемые материалы и их комбинации пред­ставлены на рис. 14.