Шовная сварка – это вид термомеханической технологии соединения деталей, основанной на нагреве металла при прохождении электрического тока через проводник с высоким показателем электросопротивления. Шовная сварка относится к разновидности контактных технологий. Метод позволяет осуществлять соединение листов металлопроката толщиной до 3 мм внахлест и вести рабочий процесс в полуавтоматическом режиме.
Шовная контактная сварка осуществляется так же, как и точечная, обеспечивая получение прочного сплошного герметичного шва. Соединение достигается последовательным размещением ряда сварных точек в зоне соединения с частичным перекрытием последующих контактных зон предыдущими. Технология применяется для сваривания труб из листов металла, камер, емкостей и других конструкций, к сборке которых предъявляют повышенные требования герметичности.
Особенности технологического процесса
При шовной сварке соединяемые листы металла зажимают между электродами, выполненными в форме дисков или роликов. Рабочий процесс осуществляется протягиванием свариваемых деталей через вращающиеся диски, которые изготовлены из медных сплавов и имеют принудительное охлаждение водой. Подача и выключение тока приводит к последовательному формированию на поверхности металла прочных сварных точек. Во время сварочного процесса диски постоянно перемещаются по линии шва, обеспечивая плотный контакт соединяемых деталей и защищая рабочую зону от проникновения влаги и газов.
Существуют несколько способов шовной сварки:
- непрерывный – при безостановочном протягивании свариваемых элементов через роликовые электроды и постоянном действии тока. К недостаткам метода можно отнести перегрев и проседание дисковых электродов в металл, что не позволяет использовать технологию для сварки листов более 1 мм толщиной;
- прерывистый – осуществляется прокатыванием соединяемых заготовок между дисковыми электродами и подачей электрического тока в импульсном режиме. Метод широко используется для создания точных и аккуратных сварных швов, но требует от оператора точной настройки режимов работы оборудования. В результате получаются отдельные сварные точки, перекрывающие одна другую и образующие непрерывный шов. При этом обеспечивается устойчивость процесса сварки без перегрева металла;
- шаговый – основан на движении дисков с периодической их остановкой (поворот на заданный угол). Подача импульсного тока осуществляется во время остановки дисков-электродов, через которые протягиваются свариваемые детали. Технология чаще всего применяется для сварки деталей из алюминия.
Основные параметры шовной сварки, которые оператор задает для осуществления рабочего процесса, являются сила тока, сжимающее усилие, длительность и скорость соединения. Режимы роликовой шовной сварки выбираются, исходя из таблиц в соответствии с регламентом ГОСТ 15878-79
Оборудование
Для шовной (роликовой) сварки используется, как универсальное, так и узкопрофильное станочное оборудование. Независимо от типа шовной сварки, все сварочные агрегаты укомплектованы:
- гидравлическим или пневматическим механизмом прижима. Усилие давления на заготовку регулируется манометрами, клапанами и редукторами;
- охладительным водяным контуром с разводящим коллектором, запорной арматурой и реле;
- механическими приводами для осуществления сжатия деталей и вращения дисков;
- электрооборудованием – трансформатор, прерыватель цепи, регуляторы сварочного цикла.
Рабочий инструмент – дисковые электроды из сплавов меди, стойкие к термическим нагрузкам. Электроды в форме диска обеспечивают диски максимальную площадь контакта, что позволяет получать непрерывный сварочный шов высокого качества.
Плюсы и минусы технологии
Основными преимуществами шовной сварки металла является высокая скорость и производительность технологического процесса. Также из плюсов технологии можно выделить:
- высокое качество и герметичность сварного соединения;
- хорошая производительность, так как не нужно прерывать рабочий процесс для смены электрода и удаления шлака;
- регулируемый провар в широких пределах, малый - для сварки тонких листов, большой - для толстых;
- минимальные требования к подготовке рабочих поверхностей;
- низкое тепловое воздействие на основной металл, вызывающее небольшие напряжения и деформации;
- полумеханизированный процесс, который легко автоматизируется и роботизируется;
- возможность с высоким качеством соединять углеродистые, легированные стали, цветные металлы и сплавы;
- отсутствие необходимости применения в сварочных процессах флюсов, присадок, защитной газовой среды;
- экологичность рабочего процесса – сварка не загрязняет окружающую среду. В процессе сваривания не образуется шлак, вредные для здоровья человека и окружающей среды газы.
К минусам технологии можно отнести заводское производство, узкую специализацию станочного оборудования, а также ограниченный доступ к внутренним сварным соединениям в труднодоступных местах.
Область применения
Технология шовной сварки разработана и впервые применена российским инженером и изобретателем Н.Н. Бернадосом в середине 19-го века. Метод разработан для производства емкостей, герметичных отсеков и камер из листового металла. В современной промышленности шовная (роликовая) сварка нашла применение в создании тонкостенных цельносварных труб. Так же технология часто используется в производстве герметичных и компенсирующих оболочек, баков, накопительных емкостей и резервуаров, автомобильных деталей и пр.
Такой тип сварки имеет высокую производительность. Благодаря ему с большой скоростью создаются непрерывные высокопрочные сварочные швы вдоль перекрывающихся металлических кромок практически всех видов металлов. Специализированные сварочные аппараты и различные виды шовной сварки позволяют выбирать способы соединения, задавать жесткие и мягкие режимы для работы с металлами, имеющими разные технические характеристики.
