Существующие в настоящее время способы сварки можно разделить по технологическим признакам на две группы: сварка плавлением и сварка давлением.

Нельзя, однако, утверждать, что такое соотношение будет стабильным многие годы. Стремительное развитие могут получить пока что малопопулярные или новые процессы сварки давлением. Например, перспективные в недалеком будущем сплавы, прошедшие специальную электромагнитную или термомеханическую обработку, не допускают высоких нагревов в зоне шва. Сварка пластмасс с металлами потребует уже не электротеплового, а резко концентрированного атомно-энергетического тепловыделения. Развитие вакуумной техники позволит расширить объем применения процессов сварки с использованием только одной механической энергии.

Учебное пособие представляет собой расширенный конспект лекций по курсу, который читается студентам сварочной специальности ЛПИ им. М. И. Калинина. Автор использовал теоретический и экспериментальный опыт ведущих сварочных организации: Института электросварки им. Е. О. Патона, Института металлургии им. А.А. Байкова АН СССР, Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана, Всесоюзного научно-исследовательского института электросварочного оборудования. Однако книга создана в значительной мере на основе теоретических разработок кафедры сварочного производства ЛПИ им. М. И. Калинина. Это главным образом относится к теории электрических свариваемых контактов, к вопросам выбора и расчета сварочных режимов.

Наиболее типичными изделиями, изготовляемыми с помощью стыковой сварки, являются элементы трубчатых конструкций, колеса и кольца, инструмент, рельсы, железобетонная арматура. Нестабильность прочностных показателей для сварных трубчатых соединений заставляет в настоящее время проектировать новые типы автоматических машин и использовать для некоторых малых размеров труб новую технологию стыковой сварки. В частности, для самых тонкостенных труб (например, для велосипедных рам) успешно применяется способ импульсной стыковой сварки на конденсаторных машинах.

Для труб из аустенитных сталей можно использовать стыковую сварку методом сопротивления. При этом характерны два способа. Первый способ - это сварка на импульсных машинах постоянного тока (типа МТИП), перестроенных из точечных в стыковые. Второй способ сварки (прерывистым нагревом) осуществляется на автоматических машинах переменного тока для стыковой сварки, включение которых производится посредством прерывателей типа ПИШ, обычно используемых в машинах для шовной сварки.

В обоих случаях точным подбором режима нагрева и цикла сдавливания могут быть выполнены сварные соединения высокостабильного качества.

Другим типовым изделием, для производства которого используется стыковая сварка, являются кольцевые конструкции, например колеса, бандажи и т. п. Как было показано на рис. 51, основной особенностью стыковой сварки таких деталей является шунтирование сварочного тока во внешнюю часть кольца. Борьбу с этим явлением можно вести двумя путями. Если диаметры колец невелики (например, звенья цепей), заготовки делают из двух полуколец и сваривают целое кольцо одновременно двумя стыками. Для колец больших диаметров и больших сечений рационально на внешнюю часть кольца надевать дроссель.

Еще одной типовой областью применения стыковой сварки является изготовление инструмента. Нет такого машиностроительного завода, где бы в том или ином масштабе не производился сварной инструмент.

Технологическая схема стыковой сварки быстрорежущей и углеродистой сталей отработана еще много лет назад и не устарела до настоящего времени. Однако технологические параметры процесса должны теперь обеспечиваться не так, как это было хотя бы 10 лет назад.

К сожалению, в подавляющем большинстве случаев сварка инструмента сейчас производится на старых стыковых машинах с ручным приводом осадки. Осадочные давления на таких машинах не превышают 5-10 Н/мм². Чтобы при таких малых давлениях достичь формирования непрерывной кристаллической структуры, металл недопустимо перегревают, доводя температуру в значительном объеме до точки плавления. В сваренном контакте при этих условиях образуется весьма хрупкая структурная составляющая - так называемая ледебуритная эвтектика, которая благодаря малым давлениям не выдавливается из шва.

Сварные заготовки, прошедшие правильную термическую обработку до и после сварки, вследствие неправильно проведенной сварочной операции оказываются недостаточно прочными для условий современных скоростных режимов резания.

Для инструмента из быстрорежущей стали марок Р18, Р9 и им подобных наиболее рациональной можно считать следующую технологию.

1. Подогрев заготовок в печи (или методом прерывистого оплавления) таким образом, чтобы заготовки попадали в губки машины со средней температурой подогрева 450-500° С.

2. Непрерывное оплавление, осадка с давлением не менее 50 Н/мм², быстрая выемка сваренных изделий из губок машины и немедленная закладка их в печь с температурой 820-850° С. Выдержка при этой температуре не менее 3 ч.

3. Охлаждение заготовок вместе с печью со скоростью не более. 100° в час до 400-450° С.

Рекомендуемое выше минимальное давление осадки 50 Н/мм² относится к заготовкам диаметром 20-30 мм. Для заготовок больших размеров давление осадки может быть снижено до 30-40 Н/мм², поскольку такого рода заготовки получают значительный разогрев при сварке.

Весьма значительный вклад в теорию и технологию стыковой контактной сварки сделали ученые Института электросварки им. Е. О. Патана.

В. К. Лебедев и С. П. Кучук-Яценко разработали технологию и специальное оборудование для стыковой сварки железнодорожных рельсов, труб магистральных трубопроводов и трубчатых элементов силовых парокотельных установок.

Сотрудники ЦНИИТмаш А. С. Гельман, Н. С. Кабанов и Э. Ш. Слепак разработали основательную теорию и создали технологию стыковой сварки для самых различных соединений из разнородных металлов.