Для чего нужна точечная сварка

Как работать точечной сваркой?

Содержание:

Точечная сварка является наиболее распространенным видом контактной сварки: около 50% всех сварных конструкций сделано именно по этому способу. Она широко применяется в машино- и самолетостроении, что объясняется простотой метода и универсальностью его использования. Однако, есть некоторые тонкости, которые нужно знать, чтобы повысить производительность работы и качество соединяемых деталей. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Основные способы выполнения SPOT-сварки

Есть несколько распространенных способов точечной сварки, которые в основном отличаются подведением тока к поверхности деталей. Рассмотрим на конкретных примерах.

Ситуация №1: нужно соединить две заготовки. Никаких препятствий нет, поэтому в таком случае лучше использовать популярный двусторонний метод точечной сварки: детали зажимаются между электродами с приложением определенного усилия, и ток подводится одновременно с двух сторон.

Этот способ более всего подходит для сварки небольших элементов конструкций, открытых соединений и узлов с отбортовкой. Его преимуществом является высокое качество получаемого в результате работы соединения, так как двусторонний зажим заготовок позволяет обеспечить усилие, необходимое для создания крепкой сварной точки. Недостаток же заключается в том, что длина щипцов, которыми зажимаются свариваемые листы, ограничена. То есть если нужно сваривать крупные узлы, этот метод не подойдет.

Ситуация № 2: детали, которые нужно закрепить, входят в состав закрытого узла, поэтому нет возможности расположить электроды с двух сторон. В этом случае советуем воспользоваться методом односторонней точечной сварки.

Его можно использовать для соединений элементов практически любых размеров (ограничение лишь по толщине), так как нет зависимости от длины щипцов — электроды прикладываются к одной поверхности. В процессе сварочный ток распределяется между двумя деталями, а нагрев происходит от части тока, протекающего через нижнюю деталь. Для улучшения качества сварной точки можно использовать специальную медную прокладку, которая устанавливается там, где будут располагаться электроды. Она способствует повышению параметром протекающего через деталь тока, поэтому место сварки получается более прочным.

В этом случае помните, что при работе с деталями разной толщины (разница более чем в 3 раза) ток следует подавать к более массивной (толстостенной) заготовке. Избегайте слишком близкого расположения электродов, так как в этом случае существует возможность наружного выплеска расплавленного металла.

Преимущества использования данного метода:

Недостатком же является то, что не всегда можно обеспечить необходимое усилие зажима, поэтому качество такой сварки уступает двухсторонней.

Режимы точечной сварки

SPOT-аппараты способны работать в двух режимах: в «жестком» и «мягком». Первый характеризуется большим значением сварочного тока и малым периодом его пропускания, второй же, наоборот, небольшим значением тока и продолжительным временем работы.

Главные параметры работы:

Помните! Даже малейшее отклонение от рекомендуемой величины хотя бы одного из параметров негативно отразится на качестве сварки.

Значение всех вышеперечисленных параметров зависит от толщины и материала свариваемых деталей. Рассмотрим режимы на примере деталей из низкоуглеродистой стали, так как она является наиболее распространенным материалом для изготовления металлопроката (листов, швеллеров, труб, уголков и т.д.) и крепежных изделий и широко применяется в строительстве, при возведении различных металлоконструкций.

Например, для заготовок общей толщиной не более 5 мм рекомендуется цикл с одним импульсом тока и постоянным усилием сжатия. Если значение толщины превышает 5 мм, то понадобится несколько импульсов.

В таблице приведены значения основных параметров работы при точечной сварке низкоуглеродистой стали:

Возможные трудности

Однако, качество сварного соединения зависит не только применяемого метода, но и от материала, из которого выполнена заготовка.

На производствах и заводах, где чаще всего приходится иметь дело с деталями, изготовленными из сплавов с высокой теплопроводностью (таких как медь, алюминий и т. д.), нужно учитывать некоторые нюансы, позволяющие получить качественную сварную точку. Следует помнить, что элементы из подобного материала очень быстро отводят вложенное тепло, и для их скрепления нужно подавать ток с очень высокой плотностью, достигающей 120-300 А/кв.мм.

Другой сложностью является прилипание частичек алюминия к электродам и частиц меди, из которой обычно изготовлены электроды, к алюминию в процессе работы. Для того чтобы уменьшить количество таких случаев, необходимо очень тщательно очищать поверхности, как заготовок, так и электродов. Учтите также, что из-за более низкого электрического сопротивления точечная сварка алюминиевых сплавов осуществляется гораздо проще, нежели чистого алюминия.

Для получения качественного результата работы с такими деталями нужно определенное значение сварного тока и время сварки. В случае отклонения от требуемого значения соединение будет ненадежным и быстро «разорвется». К примеру, несоблюдение рекомендуемого времени сварки или усилия сжатия электродов приведет к появлению непрочной сварной точки

Ниже приведена таблица с соотношением параметров режима точечной сварки, необходимых для получения прочного сварного соединения деталей из алюминиевых сплавов:

Как определить качество сварного соединения

На каждом производстве обязательно должна производиться проверка качества сварного соединения. Обычно для этого берут несколько образцов и разрушают их.

Если сварка была проведена качественно, то на одной детали будет глубокий кратер, а на второй останется само ядро сварной точки. Если этого не наблюдается, то это и есть непровар, и в этом случае нужно увеличить усилие сжатия или же время сварки.

Главным объективным показателем, свидетельствующем о качестве соединения, является размер ядра сварной точки (площади пятна контакта). Для любого материала будет справедливо, что диаметр ядра должен равняться трем толщинам (S) более тонкой детали, при этом допустимый разброс составляет 20%-80% S. Если диаметр полученного ядра меньше указанного диапазона, то это свидетельствует о недостаточном проваре, а если больший — то о выплеске расплавленного металла.

Источник

Что такое точечная сварка. Принцип работы и особенности

Уже более 150 лет людям известен способ соединения металлов, называемый точечной сваркой. Этот способ позволил автоматизировать и сделать массовым производство автомобилей, сельскохозяйственной техники, самолетов и тысяч наименований бытовой продукции. Благодаря относительно простому принципу действия, точечная сварка приходит и в быт обычных мастеров-любителей, автослесарей, жестянщиков.

Принцип действия точечной сварки

Технология контактной сварки работает довольно просто — детали плотно сжимаются и через кратчайшее расстояние подается мощный электрический импульс. Металл разогревается, в точке соприкосновения образуется расплавленное ядро. Так как детали сжаты, происходит диффузия металлов. Ток выключается, точка остывает, металл кристаллизуется. Сварная точка получается прочной, при попытке разорвать соединение лопается материал рядом с точкой. Принцип работы аппаратов сварки — генерирование этого импульса и плотное сжатие деталей.

Чтобы импульс тока хорошо разогрел металл, он должен быть с большой силой и низким напряжением. Промышленные аппараты имеют характеристики: напряжение на контактах всего 1 — 3 Вольта, способны давать силу тока в 10 — 15 килоАмпер.

Устройство аппарата точечной сварки

Любой аппарат точечной сварки состоит из двух блоков:

Чтобы получить мощный разряд при небольшом напряжении, потребуется трансформатор индукционного типа. Соотношение первичной и вторичной обмоток позволяет получить электрический импульс, достаточный для расплавления металла.

Зажимные клещи состоят из двух медных или графитовых контактов, расположенных на разных рычагах, и прижимного механизма. Прижимы бывают с разным приводом:

Усложнение конструкции возможно при использовании контуров жидкостного охлаждения на нагруженных аппаратах, применении различных систем управления током и прижимом, роботизации перемещения электродов.

Где применяется

Точечную сварку применяют для соединения различных конструкционных металлов и сплавов. Особенности технологии — экологичность, скорость, надежность, легкость автоматизации — позволяют широко применять ее в:

Преимущества и недостатки

Среди основных преимуществ точечной сварки особо выделяются:

Среди недостатков можно выделить:

Оборудование и материалы для точечной сварки

Чтобы варить точками необходимы:

Техника безопасности при точечной сварке

Главное при использовании аппаратов точечной сварки — соблюдение правил электробезопасности. При эксплуатации техники не должно быть оголенных контактов, нарушений изоляции кабелей. Все контакты при подключении аппарата к сети должны соответствовать номинальным параметрам, обязательно применение дифавтоматов и заземления.

При удерживании металлов используйте диэлектрические перчатки, рукоять клещей должна быть надежно заизолирована.

Средства защиты

Стандартный набор сварщика вполне подойдет для работы с точечной сваркой. Плотная роба, хлопчатобумажные или спилковые перчатки, прозрачный щиток или очки, респиратор или вытяжка — вот весь набор средств защиты.

Меры безопасности

Всегда проверяйте оборудование перед началом работ! Детали корпуса должны быть надежно заземлены, ручки и держаки — заизолированы.

Обслуживание и перенастройка аппарата производится в выключенном состоянии.

Педаль или кнопка управления должна находиться в удобном месте.

Сварщик должен прочно держать заготовку или инструмент, твердо и устойчиво стоять.

Технология и процесс точечной сварки

В зависимости от толщины металлов, их вида, условий технология сварки может отличаться деталями. Но в целом порядок работ одинаков.

Точечная варка происходит в несколько этапов:

В зависимости от вида металлов применяются различные настройки. Качество соединения зависит от технологии сварки, типа импульса, режимов сжатия деталей.

Дефекты и причины их возникновения при точечной сварке

Несмотря на технологичность, точечная сварка требует точных настроек и постоянного контроля за качеством на производстве. Среди дефектов можно выделить:

Трещины и разрушение основного металла. Возникают в случае отсутствия сжатия, близости точки к краю нахлесточной полосы, грязном металле. Визуально при помощи увеличительного стекла этот дефект обнаружить легко.

Исправление дефектов сварки

Диагностика точечной сварки довольно сложная процедура. Привычные ультразвуковые методы исследования не дают точной картины, поэтому на производствах с автоматизацией проводят тесты с разрушением контрольных образцов.

Выявленные дефекты исправляются следующими методами:

Обозначения точечной сварки на чертежах по ГОСТ

Порядок в производстве обеспечивается правильной технической документацией. Точечная сварка имеет свое обозначение на чертеже, которое дополняется специальным буквенным кодом. На лицевой плоскости обозначаются контуры свариваемой области, и крестами места точек. На боковом разрезе точка сварки выглядит как состыкованные заштрихованные плоскости.

Обозначение сварных точек производится на чертежах по ГОСТ 15878-79. Там же оговорены все условные обозначения и дополнительные данные.

Покупать или сделать своими руками?

Несмотря на распространенность технологии, стоимость профессионального оборудования довольно высока. Поэтому среди домашних мастеров ходят схемы самостоятельного изготовления устройства для точечной сварки из простейшего трансформатора и механических клещей. Сделать своими руками можно как мощный аппарат для соединения 4-5 мм металла, так и ювелирный прибор, способный помочь радиомеханику. Ручная работа в гараже не требует дорогого оборудования.

Такой аппарат вполне способен варить неответственные стыки. Если же от прочности сварки зависит жизнь человека (например, кузовной ремонт), лучше приобрести заводское устройство машинной точечной сварки с пневматическим приводом клещей и настраиваемым контроллером или применить другие виды сварки.

Качество изготовления заводских аппаратов выше, они рассчитаны под конкретные задачи, прочность соединений выше, присутствует техника безопасности. Эти аппараты позволяют варить много, и настроены на работу на производствах.

Источник

Технологический процесс точечной сварки, сфера применения и специфика работы сварочным оборудованием

Точечная сварка – один из видов контактной сварки, представляющий собой термомеханический процесс. Принцип работы состоит в том, что электрический ток проходит между электродами через металл, разогревает его и доводит до плавления. В результате две металлические детали соединяются в конкретной точке. В точке сварки образуется маленькая круглая отметина – ядро сварной точки.

Сферы применения

В производстве такая сварка применяется для соединения заготовок разной и одинаковой толщины: это могут быть пересекающиеся стержни, стальные листы, цветные сплавы, двутавры, уголки и иные профильные заготовки. Такой способ эффективен при сварке автомобильных и тракторных деталей и железнодорожных вагонов.

Нашлось применение точечной сварки и в домашних условиях. С помощью купленных или самодельных сварочных аппаратов проводят ремонт электрических кабелей, деталей микроэлектроники, бытовой техники и многого другого.

Режимы точечной сварки

Точечная сварки применяется в двух режимах: мягком и жёстком.

Мягкий режим

Мягкий режим проводится с применением умеренной силы тока (до 100 ампер), из-за этого место соединения деталей нагревается более плавно. Однако данный режим занимает больше времени по сравнению с жёстким.

Благодаря невысокой мощности сварочного аппарата, не возникает высокой нагрузки на электрическую сеть, а сам агрегат будет стоить не так дорого.

На этом режиме рекомендуется сваривать легированную сталь и сталь с высоким содержанием углерода.

Примерная стоимость аппаратов для точечной сварки на Яндекс.маркет

Жесткий режим

Жёсткий режим осуществляется при помощи мощного оборудования и с применением сильного давления на электроды. Это обеспечивает высокую скорость и производительность сварки.

Однако для использования такого режима необходимо дорогое мощное оборудование, электрические сети подвергаются существенным нагрузкам.

Жёсткий режим применяется при сварке заготовок большой толщины, алюминиевых листов, медных сплавов и стойкими к коррозии сталями.

Необходимое оборудование

В зависимости от режима, в котором планируется вести работу, выбирается соответствующее оборудование. Сегодня в магазинах имеется большой ассортимент аппаратов для точечной сварки.

На крупных предприятиях устанавливаются дорогостоящие станки для данного типа сварки. Такой станок имеет высокую функциональность и может работать с самым разным металлом. Цена может меняться в зависимости от типа установленного на станке трансформатора.

Существуют легкие компактные аппараты для использования в быту. В их комплект входят трансформатор невысокой мощности, а также клещи.

Самым популярным аппаратом считается споттер. Он имеет самую низкую цену, но в комплекте отсутствуют специальные клещи. При этом ток передаётся через вывод, который присоединён к детали и электроду.

Примерная стоимость споттеров на Яндекс.маркет

Споттер имеет достаточно простую схему работы, а качество работы соответствует всем требованиям.

Применяемые электроды

Выбор вида электродов имеет большое влияние на качество сварочного шва. Электроды являются сменными, поэтому необходимо подбирать наилучшее решение для каждого конкретного случая.

Важнейшими параметрами являются высокая тепло- и электропроводимость. Медные электроды полностью соответствую этим требованиям. Также часто применяются бронзовые сплавы. Иногда вместо электрода используется электролитическая медь.

Ещё одним важным параметром является толщина электрода. Нужно помнить, что диаметр электрода в 2-3 раза должен превышать толщину свариваемых изделий.

Примерная стоимость электродов на Яндекс.маркет

Технологический процесс

Процесс точечной сварки проводится по следующим этапам:

После проведения работы на месте сварки можно увидеть литую точку сварного соединения.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой способ, точечная сварка имеет свои преимущества и недостатки.

Источник

7 распространенных дефектов точечной сварки

Контактная точечная сварка позволяет быстро сварить металл в определённых точках. Многие мастера отдают предпочтение именно данному виду благодаря его практичности, простоте и высокой точности. Точечная сварка позволяет быстро и беспроблемно сварить даже толстые материалы.

Особенности

Точечная сварка — одна из разновидностей контактной и отличается от неё тем, что соединение выполняется всего одним касанием и движением. Сварная точка имеет достаточно небольшие размеры, может использоваться для соединения даже небольших элементов. Выполнение точечной сварки возможно не только в промышленных условиях, но также и в домашних.

Данный вид сварочных работ используется при выполнении разнообразных задач в быту и в промышленности с 1877 года. Уже почти полтора века данный вид сварочных работ популярен при выполнении разнообразных задач в различных отраслях. Важно изучить технологические особенности процедуры, так как именно от соблюдения всех требований зависит надежность стыка, а также безопасность.

Суть процесса

Контактная сварка, к которой относится и точечная разновидность, выполняется путем нагрева металла током, проходящим через него. Ток поступает от электродов и воздействует на конкретную точку благодаря небольшой деформации поверхности под воздействием зажимов. Благодаря своей простоте сварочные работы точечным способом используются в промышленности гораздо чаще, чем аналогичные разновидности контактной сварки.

Возможность применения точечной сварки практически не ограничена. Особенности самого процесса позволяют снизить себестоимость изготовления конечной детали.

Варка точечным способом происходит при определенных параметрах:

Надежность и точность варки зависит от многих параметров. В первую очередь на качество крепления влияет площадь поверхности, на которой будут производиться сварочные работы. Вторым фактором, который существенно влияет на качество шва, являются параметры сварочного тока и длительность выполнения работ. Если свариваются достаточно тонкие материалы, то необходимо одно усилие, а в случае сварочных работ на толстом материале потребуются совершенно иные усилия.

Технологические особенности

Технология достаточно проста для понимания. При сварочных работах необходимо соединить детали, которые в дальнейшем будут свариваться, при помощи надежных механизмов, отличающихся устойчивостью к электрическому току. Очень важно правильное закрепление, чтобы элементы не съезжали.

Далее с двух сторон к заготовке подводится ток при помощи электродов. В местах, где происходит контакт, образовывается высокая температура, при которой металл плавится. При хорошей точечной сварке образуется ядро, которое может составлять от нескольких миллиметров до пары сантиметров в зависимости от толщины самого материала.

Металл низкого качества может соединяться без образования сварочного ядра, но такой шов считают некачественным и может впоследствии разойтись. Низкокачественная сталь, которая используется при сварочных работах, позволяет начинающему мастеру хорошо набить руку. Спустя буквально пару десятков швов мастер может хорошо набить руку и выполнять дальнейшие сварочные работы высокой точности.

Этапы процесса

Процесс соединения свариваемых элементов достаточно простой.

Подготовительный

Сварка деталей

Далее происходит непосредственно варка детали. Для выполнения сварочных работ элемент должен быть зафиксирован между электродами, затем на них подается ток. Как только появилось ядро ток необходимо снять, а деталь плотно сжать между собой. В процессе варки создаётся надёжная точка, которая в дальнейшем застывает и образовывается ядро. Таким образом происходит точечная сварка высокого качества.

Если мастер понимает саму суть сварочных работ, то он может легко выполнить поставленную задачу. Очень важно соблюдать следующий принцип крепления деталей — после образования импульсом расплавленного металла необходимо несколько секунд подержать изделие под давлением для того, чтобы ядро успело застыть и скрепиться.

На каждый миллиметр общей толщины детали потребуется от 3 до 5 киловатт мощности. В отдельных случаях необходимы установки с показателями мощностью до 400 кВт. В зависимости от настроек и характеристик аппарата 1 мм толщины металла сваривается в среднем за 0,1-1 мм, что важно при сварке толстых деталей.

Распространенные дефекты

Преимущества и недостатки

При соблюдении всех норм и стандартов при выполнении точечной сварки можно получить шов высокого качества, который будет предельно аккуратен и надежен.

Режимы выполнения сварочных работ и применяемые электроды

Жёсткий способ варки отлично подходят для соединения высоколегированных сталей, элементов с различной толщиной, медных листов с алюминием.

Мягкий режим сваривания происходит дольше, но поверхность нагревается более плавно. Точечная сварка мягким способом длится в течение 0,5-3 секунд. Мягкая технология особо востребована для сварки металлов, которые склонны к закалке.

На качество сварных швов напрямую влияет качество электродов. Среди наиболее распространенных электродов выступают медные, которые имеют наиболее благоприятные характеристики для соединения стальных элементов. При сварке точечным способом в домашних условиях необходимо учитывать, что качество шва напрямую зависит от сечения электрода. Обязательно учитывать, что самая тонкая часть электрода должна быть в 2-3 раза меньше, чем диаметр ядра.

Аппарат для точечной сварки

Существуют разнообразные приборы для сварки точечным способом, но все сварочные аппараты имеют схожую конструкцию. Независимо от того, для чего предназначен прибор, основные конструктивные элементы будут практически одинаковыми.

В простом приборе может отсутствовать регулятор силы. В таком случае мастер самостоятельно регулирует силу сжатия и длительность воздействия на металл. Очень важно контролировать в процессе состояние электродов.

Многие мастера используют самодельную точечную сварку, которая изготавливается всего за 20-30 минут. Благодаря несложной конструкции аппарат можно сделать самостоятельно.

Основной частью самодельного аппарата является трансформатор. Чаще всего умельцы используют трансформатор от микроволновки. Тип трансформатора не столь важен, главное — мощность. Оптимальным параметром является показатель 0,9-1 кВт. От трансформатора потребуется только магнитопровод и первичная обмотка, поэтому все лишние детали могут выбиваться либо выковыриваться любыми подручными способами.

Вторичную обмотку потребуется сделать самостоятельно. Для этого берётся медный провод большей толщины, диаметр которого составляет не менее 1 см. После переделки аппарат может выдавать до 1000А, что позволит качественно сварить не толстые металлические листы. Для увеличения мощности агрегата можно объединить несколько однотипных трансформаторов в один.

Итоги

Точечная сварка — отличный способ соединить металлические детали различной толщины. Даже если нет под рукой профессионального аппарата, то легко изготовить самодельный. Немного усилий и деталей от микроволновой печки, и практичный агрегат будет готов.

Источник