Как выполняется контактная точечная сварка

Общая информация о точечной сварке

Контактная точечная сварка — один из самых популярных методов сварки. Он позволяет быстро и качественно соединить тонкие металлы. В этой статье мы расскажем, что такое точечная сварка, какова технология контактной точечной сварки и какие дефекты могут получиться, если выполнить сварку неправильно.

Общая информация

Точечная контактная сварка — это одна из разновидностей контактной сварки. Помимо точечной есть еще стыковая, шовная и прочие типы контактной сварки, но именно точечная получила наибольшее распространение, так что о ней и поговорим в этой статье. Точечная контактная сварка применяется во многих сферах: от строительства до авиастроения. Так, например, при конструировании современных лайнеров на корпусе располагаются миллионы точек, образующих прочный шов.

Принцип работы прост: с помощью электрического разряда металл нагревается в определенной точке до температуры своего плавления. Одновременно с этим две детали прижимаются друг к другу с определенной силой. Под действием температуры и механической нагрузки детали соединяются между собой. Образуется очень эстетичный и надежный шов.

Многоточечная сварка отличается от других видов контактной сварки некоторыми особенностями. Прежде всего, точечный метод позволяет существенно сократить время сварки (одна «точка» шва формируется за долю секунды), при этом в работе используют большие значения сварочного тока (более 1000 ампер), также устанавливают маленькое напряжение (не более 10 ватт), зона плавления небольшая (от нескольких мм до 1-2 сантиметров), используется значительная механическая нагрузка, которая может доходить до нескольких сотен килограмм.

В большинстве случаев точечная сварка применяется, когда нужно внахлест соединить тонкий листовой металл или стержневые материалы. Точечная сварка способна соединить металл толщиной от 1 миллиметра до 3 сантиметров, но такие показатели избыточны и на практике вам не придется сваривать детали толще 5-7 миллиметров. По этой причине точечная сварка отлично подходит для кузовных работ.

Достоинства и недостатки

Большая популярность точечной сварки своими руками обуславливается множеством достоинств. Для работы вам не нужны электроды, проволока, флюсы и так далее. А это экономит не только время, но и финансы. Также деформация металла незначительная и то лишь в местах «точек», аппаратом для точечной сварки очень удобно работать, с этой задачей справится даже новичок. Сам шов получается очень аккуратным, рабочий процесс дешевле аналогов, его можно легко автоматизировать. Именно многоточечная сварка способна выполнять огромный объем работы, формируя до нескольких сотен сварных «точек» в минуту.

Недостатки незначительные и их немного. Швы, выполненные методом точечной сварки, не обладают такой хорошей герметичность, как соединения, выполненные с помощью электродов, например. Также в зоне формирования «точки» может быть избыточное напряжение, за этим нужно следить.

Технология сварки

Технология контактной точечной сварки состоит из трех этапов, которые мы подробно опишем. Сначала детали подготавливают (об этом мы поговорим далее более подробно). Затем детали располагаются под жалом сварочного аппарата и подвергаются сжатию, в итоге поверхность металла деформируется, образуется небольшое углубление — точка. Затем подается электрический ток, металл нагревается, плавится и в «точке» образуется так называемое жидкое ядро. Постепенно ток проникает через все ядро, и оно увеличивается в размерах. «Точка» становится частью сварного шва. А благодаря предварительной деформации деталей металл не разбрызгивается при плавлении и шов получается аккуратным, его не нужно зачищать.

Затем подача тока приостанавливается, металл охлаждается и кристаллизируется. Жидкое ядро становится литым. Но есть нюанс: при охлаждении ядро может несколько уменьшиться в размере и образуется остаточное напряжение. Оно нежелательно, с ним можно бороться разными методами. Мы рекомендуем перед завершением процесса сварки прижать детали посильнее друг к другу, чтобы как следует их прокалить и сделать шов более однородным. В остальном точечная сварка своими руками очень проста и не требует от сварщика высокой квалификации.

Подготовка металла

Точечная сварка своими руками, как и любой другой метод сварки, требует предварительной подготовки металла. Для этого нужно зачистить места будущего шва от загрязнений, коррозии и окисной пленки (если имеется). Если этого не сделать, то мощность будет утеряна при сварке и увеличится степень износа сварочного аппарата. Чтобы зачистить металл используйте метод пескоструйной очистки, болгарку с металлической щеткой или наждачкой. Также можно деталь небольшого размера травить в специальном растворе.

Отдельно обратите внимание на подготовку алюминия и его сплавов. На поверхности этого металла есть толстая оксидная пленка, которая препятствует полного прогреву и провару детали. Так что тщательно удалите ее перед началом работ. Это особенно важно, если предстоит сварка особо важных конструкций.

Оборудование для сварки

Для точечной сварки своими рукамивам понадобится оборудование. Можно использовать аппарат, работающий на постоянном или переменном токе, аппарат конденсаторного типа или оборудование, работающее на низкой частоте. Все эти типы отличаются силовым электрическим контуром и формой сварочного тока. Также у каждого типа есть свои плюсы и минусы, не слушайте тех, кто говорит вам о превосходстве того или иного оборудования. Мы в своей практике используем аппарат, работающий на переменном токе, это самый распространенный вариант. Вы можете выбрать и другой тип оборудования.

Обратите внимание на современную сварку TIG LORCH, она очень технологична.

Возможные дефекты сварки

При должном опыте и наличии знаний в голове точечная контактная сварка не должна получиться плохой. Тем более, она не так сложна и ее основам можно довольно быстро обучиться. Но если были допущены ошибки или работу поручили неопытному мастеру, то возможны различные дефекты. При этом они образуются не в месте точек, а по основному металлу.

Дефекты могут быть различных типов. Зачастую литое ядро получается слишком большим или маленьким, или же оно смещается в сторону от центра стыка. Также расстояния между точками бывают слишком большими и шов получается не сплошным. Иногда во время работы новички могут неправильно настроить аппарат, что приводит к избыточной деформации металла.

Но самый опасный дефект — это не проваренное литое ядро или вовсе его отсутствие. Такая деталь, конечно, сможет выдержать небольшие нагрузки, но вскоре просто сломается в месте стыка. При этом дефект может обнаружиться при самых необычных условиях, например, при перепадах температур (деталь вынесли из теплого цеха зимой на улицу).

Если была допущена ошибка, но деталь не сломалась, то не думайте, что вам повезло. Скорее всего, в месте непровара или любого другого типа дефектов уже начала образовываться коррозия. Так что разрушение детали — это лишь дело времени.

Чтобы выполнить сварку правильно, придерживайтесь наших рекомендаций: точка должна располагаться посередине стыка, литое ядро не должно быть слишком большим или слишком маленьким, не должно быть пористым и не должно содержать шлаковых включений, нет трещин, нет слишком большого напряжения в зоне сварки. Не спешите, больше практикуйтесь. Только с опытом вы сможете понять все особенности точечной сварки.

Вместо заключения

Контактная сварка — очень удобная технология. Она не требует применения проволоки и флюса, также существует ручная и автоматическая контактная сварка, вы можете выбрать оборудование для своих потребностей и бюджета. На видео ниже самодельная точечная сварка для сварки авто. Чтобы ее сделать вам не нужны знания в электротехнике и схема точечной сварки, достаточно 15 минут свободного времени и ваш аппарат будет готов. Оставляйте комментарии, делитесь статьей в социальных сетях. Желаем удачи!

Источник

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

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