Стальные вертикальные резервуары низкого давления
для нефти и нефтепродуктов

конструкция, проектирование, эксплуатация и ремонт

2.6.5. Контактная точечная сварка

Контактная точечная сварка относится к индустриальным автоматическим методам сварки, так как осуществляется на специальных машинах, обладающих большой производительностью и обеспечивающих высокое качество соединении.

При контактной точечной сварке через медные электроды и свариваемые изделия, обжатые давлением сварочной машины, пропускается ток (рис. 78). В месте касания свариваемых деталей возникает значительное контактное сопротивление с большим выделением тепла и происходит молекулярное соединение металла, разогретого до пластического состояния.

Точечной сваркой обычно свариваются стальные элементы толщиной 6—12 мм, хотя на специальных машинах можно сваривать пакеты толщиной до 18 мм и более. Точечная сварка приобретает особое значение при внедрении тонкостенных штампованных или холоднокатаных профилей. 

Рис. 78. Схема контактной то­чечной сварки

1 — первичная обмотка, 2 — вторичная обмотка 3— медные зажимы или электроды; 4 - свариваемые детали; 5—зо­на сварки 

Диаметр точек зависит от диаметра электрода, времени прохождения тока, толщины свариваемых элементов и мощности машин. Предел прочности одноточечного соединения при работе его на срез в среднем равен 35 кг/мм²; в многоточечном соединении предел прочности понижается на 18—20% вследствие явления шунтирования—утечки тока через уже поставленные точки. Особенно велико снижение сопротивления во второй точке; при многоточечном соединении точки работают более равномерно, но со средними сопротивлениями, меньшими, чем у одноточечного соединения. Для уменьшения шунтирования точки не должны быть расположены очень близко друг к другу (не ближе 3 диаметров точки). Ударная вязкость точечного соединения достаточно велика и составляет приблизительно 10 кгм/см², сопротивление отрыву составляет около 0,6—0,7 от сопротивления срезу.

Работа точечного соединения аналогична работе заклепочного соединения. Точки могут быть расположены как в продольных, так и в поперечных рядах без существенного снижения прочности (рис. 79, а). Разрушение точек происходит от среза (рис. 79, б) или от отрыва основного металла от материала точки приблизительно на половине ее окружности (рис. 79, в). Размещение точек производится аналогично размещению заклепок из условия равнопрочности точки и основного метал­ла. При этом минимальные расстояния принимаются равными: до края элемента а₁= 2d (в продольном направлении) и а₁ = 1,5d (в поперечном) ; между точками а = (3-4)а. Максимальные расстояния могут быть такими же, как и в заклепочных соединениях.

Обычно диаметр точки принимают равным 

но не менее d = 2,5d, где d—толщина более тонкой из свариваемых деталей.

Точечное соединение рассчитывается по формулам:

на срез точки 

на отрыв основного металла (условно)

Здесь   п— количество точек в соединении;

 n_ср—количество срезов точки;  F_T—площадь точки;  r_т—радиус точки;

 d — наименьшая толщина свариваемых элементов; 

 где R—расчетное сопротивление растяжению основного металла.

Рис. 79. Соединение точечной сваркой

а - типы точечного соединения:  б— разрушение точки от среза: в — разрушение точки от отрыва

При соотношениях, соответствующих формуле (58), решающим является сопротивление точки срезу. В пределах упругой работы уси­лие между точками продольного ряда распределяется неравномерно; однако эта неравномерность сглаживается в пластической стадии, что позволяет рассчитывать многоточечное соединение по выровненным уси­лиям. Вибрационная прочность рабочих точек сравнительно невелика и составляет при асимметричном цикле всего 9 кг/мм²; для связующих точек она значительно выше (15—18 кг/мм²), но все же меньше вибра­ционной прочности основного металла, ввиду явления концентрации напряжений вокруг точек.