Контактная точечная сварка

Контактная точечная сварка: преимущества, области применения, пошаговая инструкция

Полтора века человек применяет технологию точечной сварки. Благодаря ей стало возможно производство автомашин и другой всевозможной техники, которой люди пользуются сегодня в привычном режиме. Со временем данный способ перекочевал в гаражи и мастерские любителей. Контактная точечная сварка приходит на помощь непрофессионалам, потому что не требует никаких особых предварительных работ, при этом обеспечивая высокую прочность шва.

Далее расскажем о принципах и сферах применения этого способа сварки. Перечислим его виды, часто встречающие ошибки мастеров и дадим пошаговую инструкцию по применению. Масса полезной информации и практические советы ждут вас.

Принцип работы контактной точечной сварки

Технология контактной точечной сварки – это процесс, при котором через кратчайшее расстояние производится подача сильного электрического импульса на плотно сжатые детали. При этом возникает сильное разогревание металлических поверхностей с образованием в точке их соприкосновения расплавленного ядра. При этом плотное сжатие деталей способствует формированию процесса диффузии металлов. При выключении тока и остывании нагретой точки происходит кристаллизация металла.

Прочность точки сваривания настолько высока, что при попытке разрушения соединения металл лопается не в самой точке, а рядом с ней. Принципом работы машины контактной точечной сварки является генерирование импульса при плотном сжатии деталей.

Получить хороший разогрев импульсом металлической поверхности можно только при наличии большой силы тока и низкого напряжения. Промышленные установки контактной точечной сварки обладают такими необходимыми характеристиками: при контактном напряжении порядка 1–3 В, они могут выдавать силу тока 10–15 кА.

Плюсы и минусы контактной точечной сварки

Как и для любой технологической операции, контактная точечная сварка металла обладает как своими преимуществами, так и ограничениями. Сначала перечислим плюсы:

Cварку можно выполнить тремя способами, которые повышают ее функциональность: точечным, шовным (можно выполнить как контактную стыковую сварку) и рельефным.
Дает возможность соединять элементы разной толщины.
Позволяет соединять сплавы, имеющие различный химический состав.
Есть возможность изменять параметры временных режимов контактной сварки и ее мощность.
Качественно выполненное соединение с помощью точечной контактной шовной сварки выдерживает высокие нагрузки при давлении (в паровых котлах, стыках рельс), а также динамические и на разрыв.
Достаточно высокая производительность точечной сварки (1 точка за время от 0,02 до 1 сек) позволяет широко использовать ее в технологических линиях на производствах.
Автоматизация производственного процесса минимизирует появление погрешностей, возникающих по вине человеческого фактора.
Имеет многовариантность исполнения: существуют стационарные, подвесные (при контактной точечной сварке клещами), агрегаты передвижного типа.
Отсутствует необходимость проведения предварительных работ: нагревания заготовок, погружения в защитную среду и т. д.
Налицо безвредность процесса для окружающей среды.

Но все же у контактной точечной сварки имеются и некоторые минусы, которые выражаются в основном в стоимости выполнения технологической операции и организации проведения работ. Перечислим ее недостатки:

повышенные требования на допуски (диаметр, толщина стенок);
высокомощное питание электрических станций;
узкая специализация оборудования;
большая стоимость оборудования;
для выполнения контактной точечной сварки деталей используются ограниченные площади.

Области применения точечной контактной сварки

Применение точечной сварки чаще всего происходит в бытовых условиях. Ею пользуются при необходимости быстро получить надежное соединение металлических элементов. Для этого необязательно быть профессионалом, оборудование можно изготовить самостоятельно.

Чаще всего контактная шовная точечная сварка нашла применение для соединения:

деталей из профлиста (при проведении декоративных и строительных кровельных работ);
труб, способных выдерживать любое сильное давление, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах и т. д.;
меди (например, в автотранспорте, железнодорожных рельсах, узлах автомобилей).

Устройство аппарата контактной точечной сварки

Любой аппарат точечной контактной сварки состоит из следующих двух блоков:

источника питания;
зажимных клещей.

Рекомендуем статьи:

Получить мощный разряд тока при маленьком напряжении можно с помощью трансформатора индукционного типа. Соотношение обмоток (первичной и вторичной) может выдать электрический импульс такой силы, при котором начнется расплавление металла.

В устройство зажимных клещей контактно-точечной сварки входят прижимной механизм и два контакта из графита или меди, размещенные на разных рычагах. Приводы прижимов могут быть:

Механическими, состоящими из рычага и мощной пружины. Сжатие металлических поверхностей происходит за счет физической силы сварщика. Такие приводы находят применение в бытовых или самодельных установках для обработки контактной точечной сваркой. Являются малопроизводительными и не позволяют должным образом проконтролировать степень сжатия деталей при сварке.
Пневматическими. Наиболее часто используются в переносных ручных аппаратах, простота регулировки заключается в изменении давления воздушной магистрали. Имеют минус – являются относительно малопроизводительными, так как отсутствует возможность менять давление при сваривании.
Гидравлическими. Из-за низкой производительности довольно редко применяются в производстве, но зато оснащенность регулируемыми перепускными клапанами обеспечивает им расширенный спектр настроек.
Электромагнитными. Обладают самыми скоростными характеристиками, могут применяться не только в больших стационарных аппаратах, но и в ручных моделях. Отрегулировать сжатие металлов можно прямо в процессе сварки, что позволяет получить качественный провар соединения и избежать «выплескивания» металла.

Усложнить конструкцию можно с помощью роботизации движения электродов, применив в ней различные системы управления прижимами и током или же оснастив ее контурами жидкостного охлаждения на нагруженных аппаратах.

Машины контактной точечной сварки можно использовать одновременно для точечных, стыковочных и шовных соединений. Каждый тип выбранных электродов для контактной точечной сварки, имеющихся в различных вариантах, воспроизводит определенный по форме шов. По назначению и мощности сварочные агрегаты бывают:

1. Стационарными.

Это тяжелые агрегаты, оснащенные конденсатором и встроенным трансформатором, предназначенные для контактной точечной варки и использованием большого давления. Обладают сверхскоростной производительностью, но ограничены функционально. Наиболее часто их можно увидеть на предприятиях в различных технологических поточных линиях контактной стыковой, точечной или шовной сварки.

2. Вариантом ручных полуавтоматов, применяемых для проведения штучных работ контактной точечной сварки с использованием прижимного усилия клещей.

Оснащение полуавтоматикой позволяет ее эффективно использовать для бытовых нужд или в частных мастерских, а также в тех случаях, когда повышенный функционал стоит на первом месте после производительности. Вес таких конструкций составляет не более 15 кг. Толщина свариваемого слоя ограничена трансформаторной мощностью.

Конструктивно машины контактно-точечной сварки бывают:

специализированными;

подвесными, которые в свою очередь подразделяются на:

автоматические;
полуавтоматические.

Помимо этого, по типу вырабатываемой электроэнергии установки контактной точечной сварки разделяются на устройства:

с переменным током;
низкочастотные;
конденсаторного типа;
с постоянным током.

К самым распространенным моделям относятся агрегаты конденсаторного типа и переменного тока.

Параметры контактной точечной сварки по ГОСТу

Строгое соблюдение требований ГОСТ 15878-79 при проведении контактной точечной сварки позволит практически исключить любые деформации при сваривании изделий. Существует определенная закономерность между толщиной свариваемого изделия, силой давления, временем подаваемого тока, размером электрода и током. Обозначение контактной точечной сварки в технических требованиях чертежа не определяет способ и условия ее выполнения.

Параметры приведены в таблице:

Помимо всего, сфера применения контактной точечной сварки не ограничивается ни способами ее проведения, ни маркой стали.

Виды контактной точечной сварки

По характеру сварного шва и ведению технологической операции электро-контактная сварка разделяется на следующие виды:

1. Рельефный способ контактной точечной сварки.

Технология отличается от контактной сварки по конфигурации рабочих кромок. Процесс предусматривает подготовку выступов, размер и форма которых и определяют вид сварного соединения.

2. Роликовая (точечная контактная шовная сварка).

По сути, является цельным швом, представляющим собой множество отдельных точек. Сварные плоскости проходят через валки, которые и обеспечивают их силу сжатия. Периодичность подачи тока и скорость прохождения заготовок через валки подразделяют швы на шаговые, прерывистые и непрерывные.

3. Стыковая контактная точечная сварка.

Предназначена для соединения легированных сплавов и заготовок с большим сечением, которые плохо поддаются свариванию. Процесс представляет собой соединение при нагреве и осевом смещении заготовок, зажатых в электродах-держателях. При сваривании таких поверхностей можно добавить использование процесса трения.

Разновидности выбора контактной точечной сварки определяются ее узкой специализацией и, следовательно, конструкцией используемого сварочного агрегата. Сварка выполняется согласно методу сопротивления и оплавления (с нагревом и без него). Методика сопротивления применяется для малогабаритных изделий с площадью сечения до 200 мм². Метод оплавления позволяет получить прочное соединение более крупных изделий. Наиболее востребованным является контактный способ сварки.

6 этапов контактно-точечной сваркой

Выбор техники соединения деталей зависит от вида используемого металла и его толщины, однако общая последовательность проведения этапов остается неизменной.

Основные операции при выполнении контактной точечной сварки:

Подготовка заготовок. Этап подразумевает зачистку предназначенных для соединения поверхностей элементов конструкции от лакокрасочных покрытий, которые препятствуют прохождению тока.
Сжатие заготовок. Контактная точечная сварка деталей клещами производится с целью появления участков, проводящих ток непосредственно между контактами.
Прогревание заготовок электрическим импульсом (переменным или постоянным). Чем толще стенки элементов, тем дольше по времени происходит их нагрев.
Снижение давления на соединяемые элементы (касается только машин автоматической контактной точечной сварки). Такая процедура используется для предотвращения выдавливания расплавленного материала.
При появлении покраснения металла на участке размещения электродов производится отключение тока.
На заключительном этапе производится прижим (проковка) деталей на период остывания материала. Такая процедура необходима для формирования прочного сварного соединения.

Параметры настройки оборудования контактной точечной сварки зависят от типа обрабатываемого металла. Качественные характеристики сварного соединения деталей неразрывно связаны с используемой технологией, режимами сжимания элементов конструкции и импульсом.

7 часто встречающихся дефектов при контактной точечной сварке

Во время выполнения контактной точечной сварки деталей, как и при любой другой технологии, могут возникать некоторые дефекты. Для того чтобы их минимизировать и свести к нулю, необходимо обладать определенной информацией и особенно обращать внимание на места их возможного появления. Самыми распространенными видами дефектов являются:

Частичное или полное непроваривание сварного соединения. В большинстве случаев причиной непровара служит использование электродов низкого качества, заниженная сила тока или чрезмерное сжатие деталей. Такие дефекты в большинстве случаев обнаруживаются при визуальном осмотре, а использование при этом специальных приборов позволяет оценить уровень качества сварного соединения. Такие устройства помогают выявить непровары даже в тех случаях, когда при визуальном осмотре шов кажется идеальным.
Трещины в зоне сварного соединения. Относятся к довольно распространенным видам сварных дефектов, причиной появления которых является установка завышенных параметров тока либо использование деталей без предварительной операции по зачистке.
Кромочные разрывы. Такой вид дефекта происходит довольно редко, хотя иногда и встречается. При расчете места размещения сварочной точки следует учитывать расстояние, достаточное для формирования качественного сварного соединения. Каждой толщине металла соответствует определенное расстояние.
Внутренние выплески. Визуально после завершения сварки такой вид дефекта не всегда определяется. Причина появления дефекта в том, что в процессе сварки расплавленный металл выходит за пределы ядра, что приводит к появлению зазора между деталями. Основная причина появления такого дефекта заключается в следующем: подача длительного импульса на большом токе может привести к чрезмерному расплавлению ядра. Если у вас оборудование совершенно новое, то для наладки инструмента следует сделать несколько сварочных точек на другом материале.
При появлении покраснения металла на участке размещения электродов производится отключение тока.Наружные выплески. Дефект такого типа можно увидеть невооруженным глазом, возникает он при плохом сжатии металлических заготовок. Отсутствие момента ковки лишает возможности соединения заготовок, и это является причиной появления расплавленной массы снаружи металлического элемента.
Вмятины. Такой дефект образуется из-за чрезмерного сжатия заготовки либо в случае использования электродов меньшего диаметра. Кроме этого, такие факторы могут способствовать увеличению зоны плавки, а это может привести к появлению дефектов готового шва.
Прожиги. Являются самым частым видом дефектов. Несмотря на то, что причин их возникновения может быть несколько, наиболее часто они появляются по причине неудовлетворительной зачистки поверхностей и проводниковых наконечников перед контактно-точечной сваркой.

Читайте также:

Теплица: просто и детально

В заключение необходимо отметить, что машины контактной точечной сварки оснащаются безопасным закрытым корпусом, и в таком же виде они должны эксплуатироваться. Перед началом сварочных работ необходимо всегда проверять работоспособность аварийных выключателей и блокировочных кнопок, целостность обмотки проводов и правильность подсоединения электродов.

Выполнять сварочные работы необходимо в защитных очках, в специальной обуви, перчатках, используя при этом диэлектрические коврики. Любая сварочная мастерская должна быть оснащена аптечкой, укомплектованной такими медицинскими препаратами, как глазные капли и пантенол.

Контактная точечная сварка

Точечная сварка – вид контактного метода сваривания деталей, получивший широкое распространение в быту и промышленной сфере деятельности человека. Она применяется для сборки конструкций из арматуры, сваривания деталей из металла в автомобиле-и самолетостроении. Также подобный вид сварки нашел применение при починке транспорта.

Это объясняется простотой и эффективностью метода. Точечная сварка проводится с помощью специализированно аппарата контактной сварки, для управления которым нужно пройти соответствующее обучение и набрать квалификацию. В работе существуют тонкости, которые обязательно нужно знать специалисту, чтобы обеспечить надежность и аккуратность сварного шва, что напрямую влияет на качество конструкции. Подобрать аппарат можно, перейдя по ссылке.

Физика процесса контактной точечной сварки

Принцип работы основан на свойствах электротока, протекающего сквозь детали. Задача машины для контактной точечной сварки сводится к реализации следующих процессов:

создание приемлемого сжатия заготовок электродами
в момент сваривания подача токов с большим значением ампер
охлаждение электродов, чтобы они не расплавились под воздействием большой температуры

Известно, что ток, проходя через материал, нагревает его. Чем больше ток, тем выше нагрев. В случае с точечной контактной сваркой проводниками являются свариваемые заготовки. Их накладывают друг поверх друга, зажимают электродами и подают напряжение.

За счет малого сопротивления участка стыка деталей, то при протекании напряжения всего несколько вольт, проходит ток более сотни тысяч ампер (точный параметр определяется источником питания). Такие величины электротока приводят к сильному нагреву металла, который под воздействием тепла размягчается. Большое давление под воздействием электродов создает условия для взаимной диффузии размягченных материалов заготовок.

Способы выполнения контактной точечной сварки

Альтернативным названием точечной контактной сварки является спот-сварка. Этот метод эффективно показал себя в автомобилестроении и ремонте автомобилей любых марок. Прихват деталей осуществляется всего за несколько минут. Это значительно увеличивает скорость изготовления сварных конструкций из металла или корпусных деталей.

Контактная сварка бытового уровня способна варить заготовки из металла, толщиной в пределах 0,1-6 мм. Промышленное оборудование для SPOT-сварки может работать с металлическими деталями, толщиной до 20 мм. Они используются в заводских цехах тяжелой промышленности. Такие аппараты обладают более высоким ресурсом по сравнению с бытовыми сварочными устройствами. Способы СПОТ-сварки зависят от вида подведения электротока к поверхности детали. Существуют двусторонний и односторонний метод SPOT-сварки. Каждый из них используется в конкретных случаях.

Двусторонняя SPOT-сварка

Двусторонний метод применяется для сваривания 2 заготовок без каких-либо препятствий. Заготовки с заданным усилием зажимают между электродами. В этом случае электроток подводится с двух сторон будущей конструкции. Этим описываемый способ spot-сварки обязан своим названием. Он применяется при сваривании деталей небольшого размера, узлов с отбортовкой, а также открытых соединений.

Двусторонний зажим деталей обеспечивает необходимое усилие для образования надежной сварки. Этим двусторонний способ спот-сварки подтверждает высокую эффективность полученного результата. Однако недостаток представленного метода заключается в ограниченной длине клещей для точечной сварки, используемых для зажима заготовок. Поэтому двусторонняя сварка сварки является не подходит для работы с крупными деталями.

Односторонняя SPOT-сварка

Если свариваемые детали являются частью закрытого аппаратного узла, и нет возможности расположить их таким образом, чтобы обеспечить подвод электродов с двух сторон, используется односторонний способ контактной точечной сварки. Его применяют для сваривания конструкций любого размера. Ограничения существуют только по толщине. Благодаря тому, что электроды сварки прикладываются с одной стороны заготовок, нет зависимости от длины щупа. Это и позволяет сваривать детали любого размера.

В процессе сварки ток распределяется между двумя свариваемыми заготовками, а нагрев обеспечивается от части электротока, протекающего из нижней детали. Чтобы улучшить качество сварки, в месте установки электродов устанавливается специальная прокладка из меди. Она увеличивает технические параметры тока, протекающего между заготовками. За счет этого увеличивается прочность сварки. Односторонний метод сварки имеет следующие преимущества:

высокая производительность
низкая потребление энергии за счет малой площади сварочного контура
симметричность процесса обуславливает снижение деформации заготовок

Недостаток – часто нужное усилие невозможно предоставить. Поэтому во многих случаях качество односторонней сварки уступает двустороннему методу. Современные машины контактной точечной сварки способны варить заготовки разной толщины. В этом случае электроды нужно расположить подальше друг от друга, чтобы предупредить наружный выплеск расплавленного металла.

Режимы контактной точечной сварки

В условиях завода или обычного гаража для контактной точечной сварки используют специализированные машины. Таковыми являются аппарат точечной сварки Telwin ALUSPOTTER 6100, FoxWeld МТ-25 – машина контактной сварки, ручные клещи для точечной сварки TECNA 7915, подвесные точечные сварные клещи TECNA 7913 и так далее. Существует мягкий и жестким режим спот-сварки. Основные технические характеристики, на которые нужно обратить внимание сварщику, описаны в таблице ниже.

Технические значения	Усилия сжатия	Сила тока	Время сваривания	Диаметр рабочего элемента электрода
Описание	Обеспечивает надежный контакт между заготовками, а также создает их деформацию, что препятствует попаданию в зазоры расплавленного металла. Зависит от вида металла и толщины деталей.	Определяется химическим составом материала деталей и их общей толщиной.	Состоит в прямой зависимости от размера сварной точки в ядре контакта.	Понимается та часть заготовки, которая находится в контакте с рабочими поверхностями электрода. Этот технический аспект учитывается профессиональными сварщиками.

Представленные технические величины в процессе сварки обязательны к исполнению! Даже минимальное отклонение от параметров может обернуться низким качеством сварки. Подбирать параметры нужно с учетом толщины материала. Их прямая зависимость описана в специализируемых таблицах, которые обязательно должны быть на рабочем месте профессионального сварщика.

Возможности контактной точечной сварки

Нужно обратить внимание, что оборудование для такого вида сварки должно иметь качественную систему охлаждения электродов. Охлаждение используется водяное (в редких случаях воздушное). Вода для охлаждения электродов должна соответствовать качеству по ГОСТу 297 – 80Е. Если все условия соблюдены контактная точечная сварка имеет следующие возможности:

сварка черных и цветных металлов
сваривание нержавеющих металлов
сварка разнородных металлов
сварка деталей с разной толщиной

Описываемый вид сварки представляет собой относительно безопасный процесс. Особые меры безопасности в ее случае не требуются. Однако нужно учитывать, что оборудование, предназначенное для таких видов работ, подключается к высоковольтной сети. Соответственно, от сварщика требуются соблюдение правил работы в таких сетях.

Вывод

Контактная точечная сварка – эффективный и простой процесс сваривания деталей, основанный на физических законах. Применяется в промышленной и бытовой сфере, легко поддается автоматизации. Во время сварки таким методом нужно обратить внимание на определенные технические характеристики как сварного оборудования, так и заготовок. В таком случае качество сварки будет максимально высоким. Также необходимо соблюдать элементарные правила безопасности работы с электрооборудованием.

Что такое контактная сварка

Рассмотрим принцип работы аппаратов контактной сварки, виды этого метода и необходимые расходные материалы.

Впервые контактной сваркой, как методом соединения металлов, воспользовался английский физик Уильям Томсон в 1856 г. Сейчас технология активно применяется в машиностроении, авиастроении, выпуске корпусов различной техники, авторемонте и т. д. Метод сварки один из наиболее быстрых, легко автоматизируется, качество соединения не зависит от опытности сварщика. Рассмотрим принцип работы аппаратов контактной сварки, виды этого метода, необходимые расходные материалы.

Принцип работы аппаратов контактной сварки

Аппараты контактной сварки имеют электрическую и механическую часть. Электрическая состоит из источника тока, который понижает напряжение (V) и повышает количество ампер (A). Сварочный ток достигает сотен и даже тысяч ампер, благодаря чему происходит быстрый нагрев и прочное соединение. Механическая часть реализована в виде сварочных клещей и обеспечивает сведение сторон, их прижим в месте, где требуется соединение.

Сварка происходит следующим образом:

Две заготовки (прутки, пластины и пр.) сводятся клещами друг к другу до соприкосновения в одной точке
На концах рабочей части клещей расположено два медных электрода, обладающих разной полярностью. К ним подается сварочный ток
Дуга не загорается, поскольку детали плотно сведены друг к другу. Сварочная маска не требуется
За счет прохождения тока от минуса к плюсу в месте стыковки возникает повышенное сопротивление, ведь стороны просто сведены
От этого поверхность в месте соприкосновения начинает нагреваться. Электрическая энергия преобразуется в тепловую
Нагрев длится до тех пор, пока поверхность сторон не станет пластичной. За счет прижима клещами происходит смешивание металлов на уровне кристаллической решетки
После этого сварочный ток отключается, а тепло быстро рассеивается по остальной части изделия
Стык остывает и получается неразъемное соединение без видимого шва и присадочного металла

Длительность подачи сварочного тока и его сила настраиваются в зависимости от толщины соединяемых сторон. Например, для контактной сварки двух прутков сечением 1.5 мм (1.5+1.5), понадобится сила тока 1500 А и продолжительность воздействия 1-2 секунды.

Виды контактной сварки

Хотя принцип действия везде один, ГОСТ 15878-79 выделяет несколько разновидностей контактной сварки. Они определяют размеры соединения, прочность стыка, области применения. Оборудование для разных видов контактной сварки тоже имеет свои особенности.

Точечная сварка

Подразумевает соединение металла путем плавления в одной точке. В зависимости от оборудования и исполнительных механизмов подразделяется на:

Одноточечную одностороннюю. Проводится споттером, который приваривает медный электрод с обратным молотком к поверхности. Задействуется один электрод с нормальной рабочей поверхностью и кузов авто, выступающий массой. При помощи ударов обратного молотка металл вытягивается на место. Соединение отламывается и пистолет устанавливается в новом месте. Процесс длится до тех пор, пока плоскость кузова авто не будет выровнена. Споттером можно приваривать не только обратный молоток для одноточечного воздействия, но и гребенку, ряд колец, чтобы вытягивать крупные участки одновременно.
Одноточечную двухстороннюю. Выполняется при помощи клещей, к обоим концам которых подведен ток. Задействовано два электрода с нормальной рабочей поверхностью. Клещи обхватывают деталь и прижимают ее с двух сторон. Соединение лучше прогревается, повышается производительность процесса.
Одностороннюю многоточечную. Задействовано сразу несколько электродов с каждой стороны и спаренные трансформаторы. Ток подается одновременно на каждый рабочий элемент, поэтому точечное соединение образуется сразу в нескольких местах.

Ролики в сварочных аппаратах контактной сварки могут быть оба ведущими или один ведущий, а второй — ведомый. Последний движется за счет протягивания заготовки. Метод подходит для сборки бочек, емкостей.

Стыковая сварка

Реализуется одним из двух способов: сопротивлением или оплавлением. Стыковая сварка сопротивлением подразумевает подвод тока к двум деталям, сжатым с усилием. В месте стыковки образуется сопротивление и повышенный нагрев. Затем сжатие резко усиливают (происходит осадка деталей) и получается стыковое соединение.

Контактная стыковая сварка оплавлением проводится путем сведения двух заготовок стыками между собой. К деталям подается сварочный ток, разогревающий торцы изделия. После этого силу тока снижают, но продолжают подавать электричество. В местах контакта происходит оплавление и получается сварочное соединение. Если держать стороны сведенными дольше и одновременно подавать сварочный ток, жидкий металл даже выступит наружу из зазора, а шов станет сплошным. Этот метод обеспечивает более прочное соединение и экономию электроэнергии, чем технология соединения сторон сопротивлением. Подходит для сварки арматуры встык.

Подготовка поверхностей

При выполнении контактной сварки качество соединения отчасти зависит от правильности подготовки поверхности. Чтобы стороны надежно сварились между собой, необходимо обеспечить их плотный прижим. Для этого убирают мусор, окалины, грязь и ржавчину в месте стыковки, а также на соседней зоне, расположенной в этой плоскости (там, где выступающий мусор помешает сведению сторон). Коррозию зачищают шлифовальными машинами.

Контактной сваркой разрешено соединять стороны, у которых толщина не отличается друг от друга более чем на 15%. Иначе одна пластина разогреется сильно, а вторая не успеет прогреться — соединение будет слабым, возможны деформации изделия.

Для стыковой сварки методом сопротивления плоские стороны требуется подогнать между собой по форме, чтобы не было просветов. Жаропрочные стали и легированные нуждаются в обезжиривании.

Дефекты сварки и контроль качества

Непровар

Хотя шва, в его классическом понимании здесь нет, у соединения возможны дефекты. Один из них — это непровар. Точка обеспечивает схватывание сторон, но при динамических нагрузках “склейки” оказывается недостаточно и стык распадается. Чаще всего дефект наступает из-за слишком короткого импульса сварочного тока или недостаточной силы тока.

Контроль качества осуществляется визуальным путем. Сварщик или уполномоченное лицо осматривает поставленные точки через лупу на предмет трещин, деформаций, выдавливания металла.

Методом разрушающего контроля испытываются тестовые образцы. Сваренные точками стороны пытаются разделить зубилом и молотком, провернуть между собой, оторвать монтировкой. После отрыва исследуют стороны. Качественное соединение будет иметь следы разорванного металла однородной структуры без пор и трещин. Затем, установив на каком режиме выполнялось соединение с приемлемым качеством, подобные настройки применяют для серийного выпуска продукции.

Сварная точка уменьшенного диаметра

“Родственный” непровару дефект — сварная точка уменьшенного диаметра. Соединение выполнено путем перемешивания материалов на уровне кристаллической решетки, но диаметра точки недостаточно, чтобы удержать стороны определенной толщины и веса под нагрузкой.

Перегрев материала

Противоположным дефектом является перегрев материала. Если подать повышенный сварочный ток или передержать изделие клещами, точка может разогреться очень сильно. Это приведет к уменьшению толщины металла в зоне контакта, выдавливанию жидкого металла в стороны, деформациям поверхности. При сильном перегреве возможны прожоги, когда вместо сварной точки будет дырка.

Машины для контактной сварки

Машины для контактной сварки бывают ручные (переносные), подвесные, настольные и напольные. Во всех имеется:

трансформатор;
переключатель;
контактор;
коммутатор;
накопитель энергии;
вторичный контур;
органы управления;
исполнительная часть.

Сварочные клещи подойдут для сборки корпусов и кузовов, чтобы подлазить к труднодоступным местам. Такие аппараты удобны для транспортировки и даже работы в полевых условиях. Машины контактной сварки востребованы в цехах, мастерских, чтобы вести серийный выпуск изделий. С ними возрастает скорость производства и качество соединений. Есть версии с полностью ручным управлением (время прижима задает мастер) и с автоматическим (после установки силы тока и длины импульса машина сама сжимает изделие и выполняет сварку).

При выборе машин контактной сварки обращайте внимание на следующие параметры:

Напряжение на входе. Для гаража или небольшой мастерской выбирайте аппараты с напряжением 220 V. В цех или на производство требуются машины с питанием 380 V.
Сварочный ток. Измеряется в амперах. От максимальной величины зависит толщина свариваемых деталей. Диапазон силы тока варьируется от 100 до 6500 А.
Тип привода. Способ сведения клещей бывает ручным (только для непродолжительной работы и сварки тонких деталей 1.5-2 мм), пневматическим, гидравлическим, электрическим, электромагнитным. Есть управление ногой (педаль) или рукой (кнопка).
Способ охлаждения. Для кратковременной сварки или работы только с тонкими металлами до 1.5 мм используют машины контактной сварки с воздушным охлаждением. Чтобы непрерывно варить толстые металлы, требуется аппарат с водяным охлаждением. В нем предусмотрены трубки, подводящие жидкость к каналам в медных электродах. За счет этого тепло быстрее удаляется от оснастки, продлевается срок службы электродов, увеличивается производительность.
Свариваемая толщина материалов. Напрямую зависит от максимальной силы тока, но выводится в отдельную характеристику, чтобы покупателям было удобнее ориентироваться. Есть машины, способные соединить 1.5+1.5, 5+5,14+14, 22+22, 25+25 мм.

Еще при выборе обращайте внимание на размер плеч сварочных клещей. Длина определяет, как далеко от края листа получится выполнить сварочное соединение. Высота раскрытия клещей влияет на способность заводить в них неровные конструкции с выступающими частями.

Немаловажен бренд оборудования. Практика показывает, что установки марок Foxweld, Telwin надежно служат в самых суровых производственных условиях.

Расходные материалы

Среди расходных материалов для машин контактной сварки и сварочных клещей чаще всего требуют замены только медные электроды. Медными они кажутся снаружи, а на самом деле отливаются из кадмиевой или хромовой бронзы. Расходники рассчитаны на температуру 600 градусов и давление 5 кгмм кв.

От работы они перегреваются, оплавляются, деформируются. При замене электродов подбирают аналогичные по длине и диаметру. Порой может понадобиться заменить комплект плечей. Тогда можно купить такие же или с большей длиной, высотой раскрытия. Есть плечи с воздушным и водяным охлаждением.

Меры предосторожности

Контактная сварка — это разновидность электрической сварки, поэтому нельзя вести работы в мокрой одежде, сырых рукавицах. Прижим клещами осуществляется с большой силой, поэтому важно следить, чтобы между электродами не оказались пальцы. Хотя сварочной дуги здесь нет, при неплотном сдавливании сторон возможны искры. От таких вспышек глаза будут уставать, поэтому сдавливайте изделие плотно и только потом включайте подачу тока (касается машин с ручным приводом).

Следите за целостностью кабелей, не допускайте потертостей, оголенных токоведущих частей. Важно, чтобы машина контактной сварки была заземлена. Следите, чтобы ручки и держаки были заизолированы.

Сварщик должен устойчиво стоять на ровном месте, а органы управления (педаль или кнопка) располагаться в легком доступе.

Обозначение контактной сварки на чертеже

Если работаете с чертежами, то пригодится знание обозначений контактной сварки. На рисунке она изображается крестом (+), указывая на место соединения сварочной точкой. Стрелкой делается вынос ГОСТа 15878-79 с дополнительным указанием вида соединения (“К” — контактная, “т” — точечная). Если шов видимый, то письменные данные приводятся над линией (полкой) выноса, а если шов невидимый — под линией.

#сварка #изготовление контактной машины самому #мини аппарат для точечной сварки #сделай сам

Точечная контактная сварка

Более полторы сотни лет точечная контактная сварка служит верой и правдой строителям для сборки сложных конструкций из арматуры, сборщикам автомобилей для соединения тонкого корпусного металла и приваривания массивных деталей. Можно долго перечислять все сферы применения этого метода соединения металлических листов, но главным достоинством останется простота применения и возможность автоматизации процесса. Эти возможности логически вытекают из его физических принципов действия, с которыми мы и хотим вас познакомить.

Принцип работы

Физика процесса элементарна и известна даже школьнику. Все мы знаем, что при протекании электрического тока по проводнику происходит нагрев проводника. Чем больше ток – тем больше нагрев. При точечной контактной сварке в качестве проводников выступают свариваемые детали. Их накладывают друг на друга, зажимают специальными электродами и подают напряжение.

Поскольку сопротивление этого участка ничтожно мало, то даже при напряжении в несколько вольт протекают токи в сотни и тысячи ампер (в зависимости от возможностей источника питания). Токи такой величины доводят металл деталей до сильного нагрева и размягчения, что при большом давлении со стороны электродов создает условия для взаимной диффузии.

Задача сварочного аппарата сводится к созданию достаточного усилия сжатия деталей электродами и подачи больших токов в момент сваривания деталей. Так же нужно обеспечить эффективное охлаждение электродов, в противном случае они просто расплавятся, ведь по ним протекает такой же ток, как и через соединяемые детали.

Точечная контактная сварка

Технология

Она объединяет в себе сумму знаний и опыта об описываемом процессе и предлагает методы и способы для наилучшего решения вопроса. Технология описывает оснастку машин, приспособления, которые применяются для сборки деталей в узлы и агрегаты. Целью нашего текста является ознакомление с той частью технологии, которая описывает порядок сваривания деталей и все многообразие режимов работы сварочной машины.

Сваривание изделий должно проводиться в строго определенном порядке. Первыми варятся углы изделия и те участки, которые прилегают к ребрам жесткости. Таким образом создается каркас жесткости, внутри которого варятся участки, склонные к деформации. Соединение длинных листов должно проводиться в направлении от середины к краям. Большой проблемой при сваривании длинных листов металла может стать образование гофр между точками сваривания. Чтобы избежать этого явления, необходимо варить их подряд без пропусков, обеспечивая достаточное прижимное усилие.

Этапы

Основная схема проведения работ точечной сваркой предусматривает четыре этапа. На первом этапе происходит сжатие соединяемых деталей электродами сварочной машины. На втором этапе включается ток разогрева и выдерживается до расплавления точки сваривания и формирования литого ядра.

Третий этап подразумевает увеличение силы сдавливания электродами при продолжающемся прохождении сварочного тока. На четвертом этапе выключается подача напряжения, снижается давление электродов и они отводятся от места сваривания.

Режимы

Режимы сваривания зависят от множества факторов. При выборе режима необходимо учесть особенности различных материалов, толщин и конфигурации деталей. Режимы разрабатываются и описываются технологами. В технологии обязательно необходимо определить:

площадь контактной поверхности электрода;

время пропускания тока;

Технологический процесс включает в себя требования к частоте и способу запиливания электродов. Это гарантирует соблюдение описанных выше технологических параметров, таких как площадь контакта, величина тока. Технология предусматривает частоту смены наконечников электродов во избежание критического износа.

Отдельными пунктами определяется порядок окончательной зачистки изделия. Например, стальные изделия обрабатываются личным напильником, а для алюминия достаточно наждачной бумаги.

Преимущества и недостатки контактной сварки

Основным преимуществом можно считать возможность полной автоматизации процесса. Это обстоятельство способствовало внедрению такого способа на машиностроительных конвейерах. Высочайшей производительности труда позволяет добиться точечная сварка в сочетании с промышленными роботами. Кроме того, повышения производительности добиваются внедрением многоточечных машин. Такой вид сваривания позволяет:

обходиться без сварщиков высокой квалификации;

идеально соединять тонкие листовые материалы;

вести работы без использования защитных газов;

оказывает ничтожное воздействие на металл изделия;

Одно из достоинств этого способа – отсутствие выделения вредных газов. Последним аргументом можно считать высокую степень пожарной безопасности по сравнению с ручной дуговой сваркой.

Недостатки этого вида соединения деталей начинают проявляться при сваривании изделий сложной формы. Если с листами металла проблем никаких, то сложные изделия требуют особых форм электродов, что не всегда возможно. Осложнения нарастают при попытках создать многоточечную оснастку. Не всегда удается применить эту сварку при сваривании нескольких разнородных металлов и сплавов. В данном случае такое преимущество, как отсутствие защитных газов, работает против производства.

Значительную опасность для обслуживающего персонала создаёт вероятность выплеска металла в момент подачи сильного тока на электроды. Этим особенно грешат машины старых образцов. Современные сварочные аппараты обеспечивают плавную подачу сварочного тока. Ещё большая безопасность достигается при использовании постоянного тока в сочетании с программным управлением силой сжатия.

Сферы применения точечной сварки

Сферы применения точечной контактной сварки определяются её возможностями и особенностями. Поскольку этот вид соединения деталей не требует высокой квалификации рабочих и легко поддаётся механизации и автоматизации, то ему была открыта широкая дорога к производству разнообразных изделий широкого потребления. Крупносерийное производство позволяет проектировать автоматические линии, на которых режимами работ управляют компьютеры, а место рабочих занимают роботы – сварщики.

На подобных производствах изготавливают технику, облегчающую домашний труд: пылесосы, стиральные машины. Похожий процесс производства имеет сельскохозяйственная техника и устройства для ведения приусадебного хозяйства: газонокосилки, сепараторы молока. Естественно, что они тоже применяют точечную сварку для соединения элементов корпусов и приваривания отдельных деталей.

Наибольшее количество аппаратов точечной сварки работает в машиностроении. Это очень разветвленная отрасль, и во всех её направлениях работают аппараты точечной сварки. Именно с её помощью свариваются корпуса большинства многочисленных изделий, выпускаемых этой отраслью.

Автомобили, трактора, комбайны, железнодорожные вагоны – вот обширный, но далеко не полный перечень производств, применяющих этот вид сварки. Несколько особняком стоит такая отрасль, как микроэлектроника, и это понятно. Ведь здесь совершенно другие измерения, и, соответственно, сварочные аппараты и способы ведения работ. В большинстве операций, по причине сверхмелких размеров деталей, человеку не находится места, и работы ведутся на роботизированных линиях под управлением компьютеров.

Во всех вышеупомянутых случаях используются разносторонние возможности точечной сварки, такие как:

возможность сваривания цветных и черных металлов;

возможность сваривания нержавеющих металлов;

возможность сваривания разнородных металлов;

возможность сваривания деталей разной толщины.

Аппарат точечной сварки

Физические принципы, лежащие в основе работы аппаратов точечной сварки, определяют его конструкцию и основные элементы. Ток большой силы предполагает наличие мощного силового трансформатора. Этот трансформатор отличается от большинства своих собратьев наличием вторичной обмотки с малым числом витков, намотанных очень толстым проводом. Это связано с прохождением по нему токов в десятки тысяч ампер.

С силового трансформатора ток поступает на электроды различной конструкции, чаще всего выполненных в форме клещей. Наконечники клещей выполняются из меди, что обеспечивает им малое электрическое сопротивление, в сравнении с сопротивлением свариваемых металлов. Благодаря этой разнице, львиная доля падения напряжения приходится на детали, что и обеспечивает их разогрев. Однако часть тепла выделяется и на электродах, поэтому аппараты точечной варки обязательно имеют систему принудительного охлаждения. Чаще – водяного, реже – воздушного. Качество охлаждающей воды определяется по ГОСТ 297 – 80Е.

Несущий корпус должен имеет достаточную жесткость, чтобы при сжатии электродов не допустить их смещения, превышающего норму. В корпусе расположена и система управления, состоящая из электрических, электронных, пневмо и гидроустройств. Система обеспечивает алгоритм управления всеми частями машины.

И последнее, о чем стоит упомянуть, – это механизм сжатия сварочных электродов. Эти механизмы бывают очень разных конструкций и сложности: от элементарных ручных клещей до мощных узлов, управляемых электроникой, снабженных пневмо- или гидроприводом.

Виды оборудования для точечной сварки

Существующие аппараты для контактной точечной сварки разделяются на виды в зависимости от используемого тока и формы его импульсов:

аппараты переменного тока;

аппараты низкочастотной сварки;

аппараты постоянного тока;

аппараты конденсаторного типа.

Самое широкое распространение имеют аппараты, работающие на переменном токе. Это обусловлено сравнительной простотой их устройства. Остальные виды являются более специализированными и применяются каждый по своему назначению.

Техника безопасности

Точечная контактная сварка является сравнительно безопасным видом работ и не требует принятия особых мер безопасности. Вместе с тем не стоит забывать о том, что аппараты, предназначенные для этого вида сварки, подключаются к высоковольтной сети и требуют соблюдения всех правил работы в таких сетях.

Специфическую, характерную для этого вида работ, опасность представляет выплеск расплавленного металла, что может стать следствием сваривания на неправильном режиме или плохой очистке поверхности соединяемых деталей. Для защиты от этого явления необходимо иметь маску сварщика. При сваривании оцинкованных металлов, выделяющих вредные газы, необходимо обеспечить место проведения работ эффективной вытяжной вентиляцией.

Дефекты и их исправление

Неверно составленная технологическая карта или неточное выполнение предписанного процесса могут вызвать дефекты сварного соединения. Наиболее часто встречающийся дефект – полный или частичный непровар. Изделие с таким дефектом ведёт себя как склеенное, при небольших и статических нагрузках сохраняет целостность, но рвётся при малейшем усилении разрушающих факторов.

Недостаточное сжатие деталей, слишком большой ток или грязная поверхность способствуют возникновению наружных трещин. Серьезные дефекты получаются при сваривании в непосредственной близости от кромки детали или чрезмерном давлении электродов. В первом случае, это разрыв кромки, во втором – вмятины в местах сваривания.

Исправляются все дефекты, в основном, вырезанием такого места с последующей повторной сваркой. Наружные выплески металла исправляются зачисткой, а деформации – проковкой или точечным нагревом газовыми горелками.

Как сделать точечную контактную сварку своими руками

Первые самодельные устройства точечной контактной сварки делали из микроволновой печи. Модное некогда течение – готовить и разогревать пищу в микроволновой печи – постепенно пошло на спад и в результате образовалось некоторое количество таких печей, с которых можно было снять силовой трансформатор. Мощность этого трансформатора позволяет сделать из него точечную контактную сварку своими руками.

Схема такой сварки довольно проста, изготовление не представляет особых сложностей, но один существенный недостаток не позволяет заинтересовать таким устройством широкие массы домашних умельцев. Этот недостаток – ограниченные возможности этого устройства. Толщина металла, который можно сварить этим устройством, не превышает одного мм. Намного надежнее и качественнее, с большими возможностями, получается самодельное устройство из сварочного инвертора.

На базе сварочного инвертора можно собрать реальную точечную сварку. Не эти бесконечные игрушки, которыми невозможно надежно сварить даже лист толщиной до 1 мм., а машину, легко соединяющую лист и уголки до 3 мм. толщиной. И это при дополнительном трансформаторе мощностью всего один кВт.

В сети можно найти большое количество конкретных схем и видео по их воплощению в жизнь, но нигде нет четкого изложения идеи, заложенной в эти конструкции. В результате при отсутствии какой-либо детали от конкретного устройства, реализация его становится невозможной.

И наоборот, понимая назначение комплектующих деталей и принцип действия аппарата, можно создать его из того, что есть под руками. В нашем варианте вы получаете то, что в рекламных роликах любят называть «два в одном».

Приобретая недорогой сварочный аппарат на сайте производителя КЕДР, вы становитесь обладателем экономной, легкой и безотказной ручной дуговой сварки и, после незначительной переделки, получаете устройство точечной контактной сварки: к существующему инвертору подключается блок конденсаторов суммарной ёмкостью от 1 тысячи и до 15 тысяч микрофарад (чем больше ёмкость, тем круче будет сварочный импульс и качественнее сварка). Выход блока конденсаторов через мощный контактор подключается к первичной обмотке выходного трансформатора мощностью 1 кВт.

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:

источник питания; .

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:

Механические. Состоят из мощной пружины и рычага, сжатие металлов происходит за счет мускульной силы. Применяются в самодельных или бытовых аппаратах, не дают должного контроля за степенью сжатия, обладают малой производительностью.
Пневматические. Наиболее популярны для переносных ручных аппаратов, легко регулируются при помощи изменения давления в воздушной магистрали. Недостаток – сравнительно медленные, не дают возможности изменения давления в процессе сваривания.
Гидравлические. Не так популярны, гидравлический привод также медленный, но обладает большей широтой настроек, благодаря применению перепускных регулируемых клапанов.
Электромагнитные. Самые «молниеносные», применяются как на ручных аппаратах, так и на больших стационарных. Позволяют регулировать сжатие металлов в процессе сварки, что позволяет добиться провара и отсутствия «выплесков» металла.

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:

автомобилестроении для сборки кузовов;
ювелирном деле для соединения деталей;
микроэлектронике для спайки микросхем;
производстве сварных арматурных каркасов для монолитных плит;
производстве корпусов, деталей товаров народного потребления.

Преимущества и недостатки

Среди основных преимуществ точечной сварки особо выделяются:

прочность соединения;
технологичность;
экономичность;
возможность соединения как толстых, так и ультратонких деталей;
возможность автоматизации и роботизации сварочного процесса;
высокая культура производства и экологичность;
универсальность в материалах и возможность масштабирования.

Среди недостатков можно выделить:

сложность диагностики сварного соединения;
требования к чистоте металлов при сварке;
сложность настройки аппаратуры.

Оборудование и материалы для точечной сварки

Чтобы варить точками необходимы:

аппарат для точечной сварки;
свариваемые зачищенные детали;
для защиты деталей от коррозии можно применять токопроводящий грунт или мастику.

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:

Подготовка поверхностей. Они должны быть очищены от непроводящих ток лакокрасочных материалов и окислов, а также без напряжения плотно присоединяться.
Сжимание деталей. Для этого привод клещей прочно сжимает поверхности, они частично деформируются. Это нужно для возникновения участков проведения тока именно между контактами клещей.
Нагрев деталей электрическим импульсом. Чем толще детали, тем дольше приходится держать нагрев. Импульс может быть как постоянный, так и с регулируемой силой тока, переменный.
В автоматических станках есть этап ослабления давления на детали – это нужно для предотвращения выдавливания металла из расплавленного ядра. В ручных механических клещах этот этап пропускается.
Ток выключается. На глаз момент выключения тока можно определить по нагреву области между электродами – как только металл начинает краснеть, ток отпускается.
Прижим или проковка во время остывания металла. Нужны для формирования прочной кристаллической структуры сварной точки.
Деталь готова.

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:

Прожог. Он выглядит как отверстие в обеих деталях, сплавленные края легко отрываются.При слишком высокой силе тока, большой длительности импульса или избыточной силе сжатия металл перегревается и стекает. Для снижения риска прожога стоит снизить силу тока или прижима.
Выплески. При сильном сжатии или долговременном слабом импульсе металл выходит из расплавленного ядра, на его месте образуется пустота. При работе выплески выглядят как искры, вылетающие из точек. До известного предела выплеск не вредит, так как компенсируется сжатием деталей, но точка будет менее надежной – толщина вокруг точки неизбежно уменьшается.
Непровар. Слабый импульс, недостаточная сила сжатия, ослабление клещей при сваривании приводят к непрогреву ядра. Такая точка будет «склеена», но при нагрузке оторвется. Непровар может возникнуть, если сварные точки расположены рядом – соседняя точка выступает шунтом, через который проходит часть электрической энергии. Соответственно, она не будет затрачена на расплав металла.
Уменьшение диаметра сварки. Если импульс будет коротким или детали не будут прилегать плотно, образуется недостаточная площадь расплава. В этом случае в одной точке может быть один или несколько микрорасплавов, которые в сумме значительно слабее монолитной точки.

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:

повторным провариванием точкой;
высверливание и последующая сварка полуавтоматом;
наружные выплески поддаются зачистке;
проковка горячей точки;
установка сварной или вытяжной заклепки.

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.

Читайте также:

Устройство ендовы под металлочерепицу

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.

Точечная сварка: описание технологии контактной точечной сварки (как варить), обозначение на чертеже по ГОСТ + где применяется

Точечная сварка – один из известных способов сваривания двух листовых металлических конструкций.

Технология сваривания проста для использования, с ее помощью можно сваривать необходимые конструкции у себя в гараже. Рекомендуется изучить ее отличительные особенности и нюансы, с которыми сталкивается человек в процессе работы.

Содержание

Что такое точечная сварка

Точечная сварка – распространенный способ сваривания, основанный на соединении двух изделий нагревом с помощью электрического тока.

Свойства сварного шва зависит от нескольких факторов:

Свойства электродной проволоки;
Ток при сварке;
Чистота поверхности свариваемых конструкций;
Сила сжатия изделий между собой.

Качественная сварка высоко ценится и не менее высоко оплачивается. Она отличается высокой производительностью и широкой областью применения.

Успешно применяется в следующих отраслях производства:

Автомобилестроение;
Судостроение;
Самолетостроение;
Машиностроение.

Как работает точечная сварка

Этот вид сварки имеет характерные особенности, которые требуется учитывать при эксплуатации оборудования. При пропускании тока по электродам через свариваемые внахлест металлические конструкции выделяется тепло, которое стремительно нагревает и расплавляет детали.

Металлические детали плотно прижимаются электродной проволокой, за счёт чего они плотно соединяются между собой.

Плюсы и минусы точечной сварки

Сварка по точкам, как и любой другой вид сварочного «искусства», имеет ряд достоинств и недостатков.

Ровный и точный шов;
В месте сваривания деформации незначительны;
Имеется возможность автоматической работы;
Сваривание этим способом не оказывает пагубного влияния на здоровье человека;
Скорость работы;
Возможно соединение толстого материала;
Простота использования.

При таких существенных достоинствах имеются и недостатки. Коротко о них:

Область применения – соединение листовых деталей внахлест и стержневых материалов (например, проволока)
Низкая герметичность по сравнению со сварными швами с использованием электродной проволоки;
Металл должен быть зачищен перед свариванием;
Требуется опыт настраивания аппаратуры.

Сварочное оборудование

Поговорим об оборудовании, о том, на что стоит смотреть при выборе и о ряде других тонкостей.

Как выбрать

При выборе сварочного оборудования для сварки точками учитываются 7 важных параметров, влияющих на цели и допустимые пределы возможности сварочного аппарата:

Способ сваривания
Режим работы
Напряжение
Максимальная сила поступаемого тока
Допустимая толщина материала
Способ управления
Дополнительные опции

Переносное оборудование отличается малыми габаритами, не больше 18000 см 3 . Маленькому оборудованию соответствуют маленькие мощности.

Максимальная толщина металлического листового свариваемого материала – не более 5 мм. Подобные аппараты пригодны для сваривания кузовных элементов или крупных металлических конструкций. Такое оборудование должно весить не больше 16 килограммов.
Стационарное оборудование применяется в рамках производствах. В сравнении с переносными сварочными аппаратами обладают большими габаритами (до 300000 см 3 ) и массой до 1 центнера. Большие мощности позволяют сваривать листовой металл сечением не более 10 мм.

Способы точечной сварки

Сварочное оборудование разделяется на два метода сваривания.

Сварка с одной стороны. Для этой операции используются споттеры, они имеют несколько принципиальных отличий от других аппаратов. Имеется ручное приспособление, которым производится сваривание. Односторонний вариант сваривания металлических конструкций оправдан в случае труднодоступности к обратной стороне свариваемых изделий.

Удобнее пользоваться видом сварки, когда есть возможность проварить шов с обеих сторон. Этим способом пользуются для соединения листовых материалов.

Режим работы

Делится на мягкий и жесткий. При щадящем режиме работы применяется небольшая электрическая энергия, но процесс сварки выполняется дольше – 2-5 секунд. Благодаря этому применяются электродные стержни меньшего сечения и не требуется очень сильно надавливать ими.

Жесткий режим работы использует повышенную энергию, а процесс производится быстрее – 0,2-1,5 секунды. Обеспечивается высокая производительность, однако необходимо сильное сдавливание заготовок электродными стержнями. Также требуется стержень большого сечения, который превышает сечение соединяемых изделий.

Напряжение

Сварочные установки питаются от 220В и от 380В. Об этом в указывается в документах, идущих в комплекте со сварочным аппаратом

Важно! Не рекомендуется подключать аппараты мощностью более 5 кВт к бытовой сети.

Наибольший величина силы тока

От допустимого тока напрямую зависит наибольшее провариваемое сечение. С силой тока в 6000 А возможно сваривание изделий с сечением до 5 мм, начиная от 10000 А реально сварить изделия толщиной 9 мм в сумме.

Допустимая толщина материала

Параметр, говорящий о максимальной толщине детали, которое может проварить сварочное оборудование. Игнорируя этот параметр, качество сварки значительно ухудшается. Обозначается либо общим сечением, например «2 мм», либо двумя числами, «1+1 мм».

Промышленные аппараты имеют возможность сваривать вместе три металлических листа, тогда сечение обозначается «1+1+1 мм».

Способ управления

Чем дешевле аппарат, тем меньше функционал и сложнее управлять прибором. В самых дешевых версиях отсутствует возможность настройки сила тока – она одна и всегда максимальная.

Стоит ли говорить, что работать приходится вручную. Перед работой на таком сварочном аппарате желательно «обкатать» его на черновых листах, а после приступать к работе.

Числовое управление значительно облегчает работу. Оператор указывает тип соединения, которое подлежит обработке, а «мозги» оборудования самостоятельно подбирают необходимые режимы работы. Сварщику требуется только поднести электроды к месту сварки. Конечно, за такой удобный функционал приходится доплачивать.

Дополнительные опции

В случае, если аппарат выполняет регулярные продолжительные работы, то следует учитывать наличие системы охлаждения. Устройства с водоохлаждением и радиатором работают гораздо дольше, чем аналоги без охлаждения.

Для полноценной работы споттеру необходим пистолет и обратный молоток. Также всем сварочным аппаратам требуются медные электроды как расходные материалы. Если оборудование весит больше 13 кг, то ему следует докупить тележку для удобной транспортировки на колесиках.

Лучшие модели

По мнению многих людей, тесно работающих со сварочным оборудованием, следует отметить следующие модели.

Как работать точечной сваркой?

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

Ни одна автомастерская не может обойтись без использования спот-сварки, например, при ремонте кузовов автомобилей. «Прихватить» детали таким образом -дело всего нескольких минут. Это очень удобно при соединении металлических листов и корпусных деталей. Диапазон суммарной толщины свариваемых элементов при этом колеблется от 0,1 до 6 мм, однако, существуют промышленные аппараты, на которых можно сваривать листы стали толщиной до 20 мм.

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:

повышенная производительность,
низкое энергопотребление (площадь сварочного контура машины небольшая),
снижение деформации деталей из-за симметричности процесса приварки заготовок.

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:

усилие сжатия не только создает контакт между деталями, но и деформирует их для предотвращения выплеска расплавленного металла в зазор между заготовками. В первую очередь оно зависит от толщины свариваемых деталей и свойств металла, из которого они изготовлены.
сила тока также определяется суммарной толщиной деталей и их химическим составом.
время сварки — от него зависит размер сварного ядра в точке контакта.
диаметр рабочей части электрода (т.е. той части, которая непосредственно контактирует с деталями).

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:

Толщина детали, мм	Диаметр рабочей части электрода, мм	Усилие сжатия, кН	Сила тока, кА	Время сварки, сек	Минимальный диаметр ядра, мм
1	5	1,5	7,5	0,4	4
2	7,5	3,5	10,5	0,6	6
2,5	8	3,5	11,5	0,8	7
4	12	4	11	3	10,5
5	13	5	12	4	12,5
6	15	6	13,5	4,5	14
7	17	7	14,5	5	15
8	18	8	15	6	16