Точечная контактная сварка недостатки

Обновлено: 14.05.2024

Один из методов сварки, применяемый в серийном производстве и бытовых условиях, называется контактным. Сущность контактной сварки заключается в сочетании нагрева места будущего сварного соединения сильным электротоком с оказываемым на металлические поверхности механическим давлением.

Метод применяют в таких сферах, как машиностроение, самолетостроение, создание микросхем. Разумеется, в промышленных условиях используют мощные и большие сварочные машины.

Однако ручная контактная сварка тоже возможна, аппараты, в том числе и самодельные, для таких работ можно встретить в автомобильных мастерских и на стройплощадках.

Отличительные черты

Промышленные машины для контактной сварки – сложные системы, состоящие из множества компонентов. И важнейшими из них являются электроды. Именно они непосредственно взаимодействуют со свариваемыми металлическими поверхностями.

Как показывает реальная практика, для контактного метода лучше всего подходят медные электроды. В этом заключается особенность процесса.

Обязательной составляющей машин и аппаратов для контактного сваривания является регулятор. Именно с его помощью обеспечивают соблюдение последовательности операций, устанавливают их продолжительность, плавно регулируют фазы сварочного тока.

Также нельзя представить современные сварочные машины без реле и трансформаторов — преобразователей электричества. Преобразование принципиально важно, так как здесь требуется ток с большой силой, но низким напряжением – от 1 до 16 Вольт.

Его понижение до нужных параметров происходит как раз при помощи сварочного трансформатора. Уточнить заранее оптимальное напряжение и силу электротока для конкретной толщины металла можно в инструкции к сварочному аппарату – там обязательно должны быть эти данные.

В современных сварочных машинах плюс ко всему довольно много электроники, автоматизирующей определенные рабочие процессы. Это делает управление ими максимально удобным и простым.

Плюсы и минусы

Контактная сварка имеет немало преимуществ, которые предопределили ее распространенность. Прежде всего, стоит отметить большую скорость, которую обеспечивает использование этого метода.

Одна сварная точка может создаваться буквально за одну десятую долю секунды. Сделав нехитрый расчет, легко убедиться, что за минуту профессиональный сварщик, использующий данный метод, может создать до 600 соединений.

Контактные электроды изнашиваются медленно и обладают достаточно долгим сроком службы. Процесс сваривания контактным методом достаточно прост — даже новички, исполнители с невысокой квалификацией, могут осуществлять подобные работы, устанавливать нужный режим сварки и контролировать его исполнение.

Для описываемого метода сварки не требуется никаких расходных материалов: ни инертного газа, ни флюса, ни присадок. В том числе и поэтому риск возгорания при работах контактным методом минимален.

Контактная сварка не оказывает негативного влияния на человеческое здоровье и окружающую среду. И такая характеристика дает право называть эту сварку экологически чистой.

Контактные методы, безусловно, имеют и минусы. Например, таким минусом является высокая стоимость оборудования. Кроме того, для контактных сварочных работ требуется ток большой силы (от 1000 Ампер). А значит, питание от электрических станций или других источников электроэнергии должно быть мощным.

Несмотря на то, что этот стандарт был введен еще в Советском Союзе, он действует и поныне и распространяется на все контактные сварные соединения, полученные путем расплавления металла.

Разновидности современного метода

Выделяется четыре актуальных разновидности соединения, происходящего при плотном контакте деталей:

точечное;
в стык (стыковое);
шовное;
рельефное.

В каких-то конкретных случаях возможны и комбинированные методы сваривания металлических частей – шовно-стыковой, рельефно-точечный и другие.

Кроме того, контактная сварка бывает двусторонней и односторонней. При первом варианте электроды подводят к двум поверхностям изделия, например, сверху и снизу.

Однако в труднодоступных и неудобных местах осуществить подсоединение сразу двух электродов проблематично, в связи с этим используется односторонняя контактная сварка. Она считается менее эффективной, чем двухсторонняя, но все же обеспечивает приемлемое соединение.

Соединение в точке

Контактная точечная сварка – самая популярная и распространенная в этом списке. Она предполагает соединение металлоизделий в одной или нескольких небольших точках.

Беспокоиться о разрушении такого соединения не стоит. При надлежащем исполнении оно действительно очень надежно. Точечный метод используется мастерами как для соединения очень тонких деталей (до 0,02 микрометра) электроприборов, так и для сварки металлических листов толщиной до 20 мм.

Качество работы здесь определяется структурой и величиной получившихся точек. А эти параметры напрямую зависят от формы и габаритов контактной поверхности выбранных для работы электродов.

Рельефный метод

Рельефная сварка нередко применяется в автомобильной промышленности для соединения кронштейнов с листовыми элементами (в частности, рельефным способом крепятся скобы к автомобильному капоту и дверные петли к кабине), а также для фиксации стандартных крепежных изделий — шпилек, болтиков, гаек.

Вне зависимости от типа сварки, поверхности заготовок необходимо очищать от грязи, коррозии, горюче-смазочных материалов. Однако рельефная сварка требует дополнительной подготовки изделий. На них должны быть сделаны с помощью спецоборудования достаточно сложные по форме (допустим, круглые или продолговатые) выступы.

Шовный метод

При шовной сварке на месте соединения деталей создается шов, состоящий из сварных зон, перекрывающих друг друга. Все необходимые операции в данном случае должны осуществляться на специализированных аппаратах с одним или несколькими роликами-электродами, которые будут прижимать, прокатывать и варить металлоизделия.

Приемлемая толщина свариваемых листов – в диапазоне от 0,2 до 3 мм. При создании объектов и предметов, для которых важна герметичность соединений (бочки, водопроводные трубы, баки для бензина) специалисты рекомендуют пользоваться именно шовной технологией.

Стыковка

Стыковая контактная сварка, как и рельефная, предполагает предварительную обработку свариваемых краев (торцов).

Интересно, что существует целых три варианта стыкового метода — с сопротивлением, с непрерывным и с прерывающимся оплавлением. Сварка сопротивлением предполагает, что детали заранее стыкуются и сжимаются, после чего к ним подводят электричество, которое нагревает металл до пластичного состояния.

При двух последних способах детали сначала сильно нагревают, а потом соединяют. Разница же состоит в следующем. При непрерывном оплавлении металлоизделие стабильно нагревают в течение всей процедуры сварки, а при прерывистом – деталь то нагревают, то дают ей остыть.

Это делается в целях экономии ресурсов оборудования. Интересно, что под воздействием электродинамических сил жидкий металл, а также окислы и загрязнения выбрасываются из зоны стыка – в результате получается очень чистое соединение.

Обозначение на чертежах

В некоторых ситуациях может понадобиться профессиональная схема или чертеж с правильным обозначением контактной сварки.

По действующим стандартам таких обозначений может быть несколько. Если речь идет о видимом сплошном шве, то его помечают основной линией, а прочие подобные элементы – тонкой линией. Что касается сплошного скрытого шва, то он должен обозначаться штриховой линией.

Видимые сварные точки на чертеже отмечаются значком «+», а скрытые не отмечаются никак. От всех видимых и скрытых сплошных швов или сварной точки могут идти линии с выноской.

Только на этих линиях или под ними можно писать условные общепринятые обозначения, цифры и литеры, указывать номера госстандартов. К примеру, обозначение точечной контактной сварки на выносной линии обязательно должно содержать большую букву «К» (она указывает на тип сварки – контактная) и маленькую буква «т» (буква указывает на конкретный метод работы – точечный).

Всю ключевую информацию о соединениях, необходимую для чертежей и схем, можно взять из ГОСТа или других надежных источников.

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:

времени воздействия в течение 0,2-2 секунд;
невысоком сетевом напряжении — 2-5В;
высоком токе при выполнении сварки — более 1000А;
сжимающей силе в месте сварки до нескольких сотен кг.

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

Подготовки поверхности к варке. Кромки обязательно должны быть зачищены для хорошего сцепления поверхностей. С поверхности металла необходимо удалить остатки лакокрасочных покрытий или разнообразных пятен от масла. После очищения поверхности металла необходимо зафиксировать при помощи тисков либо струбцин в нужном положении для последующей варки.
Организации рабочего места. Пространство должно быть подготовлено согласно нормам, так как от этого зависит безопасность самого мастера. На рабочих плоскостях не должно быть различных посторонних инструментов или предметов.
Соблюдении требований к форме мастера. Сварщик обязательно должен быть одет в специальный костюм и сварочную маску, которая защитит глаза от искр и яркого света.

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

Непровар поверхности частично либо полностью. Чаще всего непроваривание происходит по причине низкокачественных электродов, невысокой силы тока либо чрезмерным сжатием. Чаще всего дефект виден при осмотре, при помощи спец приборов можно понять насколько некачественный шов. Также при помощи прибора можно определить наличие непроваренных мест даже в визуально нормальном шве.
Трещины. Это достаточно распространенные дефекты, которые появляются из-за использования высокого тока либо неочищенных деталей.
Разрывы у кромок. Данный дефект является не очень распространённым, но также может встречаться. При расчёте, где будет сварочная точка, необходимо учитывать расстояние, которого хватит для создания качественного шва. На материалах различной толщины это расстояние будет разным.
Внутренний выплеск. Такой дефект не всегда можно заметить сразу же после завершения варки. Дефект образовывается из-за того, что жидкий материал при варке выходит за пределы ядра, из-за чего между деталями появляется зазор. Главной причиной, по которой возникает такой дефект, является подача длительного импульса на большом токе, что приводит к чрезмерному расплавлению ядра. Если это вызвано тем, что аппарат совершенно новый, то стоит попробовать выполнить несколько точек на ином материале для наладки инструмента.
Наружные выплески. Достаточно очевидный дефект, который появляется по причине плохого зажатия металлических частей. Из-за отсутствия момента ковки отсутствует возможность соединить заготовки и расплавленная масса появляется снаружи металлического элемента.
Появление вмятин. Чрезмерное сжатие заготовки либо использование электродов небольшого диаметра приводит к появлению вмятин. Также из-за этих факторов может увеличиваться зона плавки, что приводит к возникновению дефектов на готовом шве.
Прожиг. Это самый распространённый дефект. Причин появления данного дефекта может быть несколько, но чаще всего прожиг появляется по причине загрязненных поверхностей свариваемых частей либо кончика проводника.

Преимущества и недостатки

достаточно «чистый» способ варки;
не нужно использовать дополнительные составляющие в виде газов флюсов и другого;
отсутствие разнообразных отходов и шлаков;
так как сварка происходит без использования газа, то не выделяются вредные вещества и сварщик более защищен в этом вопросе;
сварка точечным способом имеет высокий КПД;
при необходимости выполнения большого количества работ возможно использование различных автоматизированных агрегатов;
высокое качество стыков за очень короткий промежуток времени.

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

сложно реализуемое скрепление при сварке разных металлов;
при превышении подачи импульса возможно разбрызгивание металла;
сложности конструкции при варке нескольких точек одновременно;
усложнение конструкции электродов и их использования при многоточечной сварке.

Режимы выполнения сварочных работ и применяемые электроды

требует использования исключительно мощных сварочных аппаратов;
на электросети оказываются высокие нагрузки;
при выполнении сварочных работ используется повышенная мощность.

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.

Как работают аппараты контактной точечной сварки

Одним из методов сплавления является точечная контактная сварка. Ее суть заключается в плотном соединении в определенной точке двух деталей и пропускании через место контакта электрического тока.

Аппараты точечной контактной сварки востребованы во многих отраслях промышленности. Для применения в быту их научились делать своими руками, используя трансформаторы или систему конденсаторов.

Фазы процесса

Можно выделить три фазы в процессе точечной сварки. В первой фазе происходит сжатие заготовок, которое приводит к пластической деформации в точке контакта. Для этого аппарат контактной сварки оборудован специальными клещами или другими схожими приспособлениями.

Во второй фазе происходит подача тока в область контакта, что вызывает плавление металла в точке соединения и образование расплавленного ядра. Пока проходит ток, ядро расширяется до максимума. Сжатие соединяемых изделий вызывает появление плотного пояса вокруг жидкого ядра, который препятствует растеканию расплавленного металла.

В третьей фазе сварочный ток выключается, металл остывает и кристаллизуется. Для снятия напряжений при охлаждении прижимное усилие сохраняется еще некоторое время.

Виды оборудования

При точечной контактной сварке аппарат может выдавать ток разного рода и частоты. По этим отличительным признакам сварочное оборудование разделяют на четыре класса:

контактная точечная сварка на переменном токе;
низкочастотная контактная сварка;
устройства конденсаторного типа;
сваривание постоянным током.

Существует многоточечные станки контактной сварки для сварки сеток на производстве. В таких аппаратах одновременно происходит сваривание в нескольких точках. Любое оборудование имеет свои плюсы, но самыми популярными стали одноточечные устройства переменного тока.

Работа на переменном токе

Аппарат контактной сварки, работающий на переменном токе, представляет собой трансформатор, во вторичной обмотке имеющий два электрода. В качестве материала для электродов контактной точечной сварки применяется медь. Между электродами помещают детали, которые специальным устройством прижимают друг к другу.

В первичной обмотке находится тиристорный модуль, через который питающее напряжение 220 В или 380 В поступает на обмотку. Подавая управляющий сигнал на тиристор, можно получить необходимую длительность тока для контактной точечной сварки. Изменяя угол открытия тиристора, можно регулировать форму сигнала, который приходит на вторичную обмотку.

В случае применения нескольких первичных обмоток можно получить набор коэффициентов трансформации, комбинируя их соединение. В результате во вторичной обмотке получается несколько уровней напряжения и тока. Это позволяет аппарату контактной точечной сварки работать в разных режимах.

Для управления оборудованием имеется дополнительный блок, который имеет реле, управляющую панель и схему контроллера.

Оборудование на конденсаторах

Аппарат для точечной контактной сварки может состоять из блока заряда конденсаторов, большой батареи емкостей, управляющего блока и электродов с механизмом прижима заготовок.

Принцип контактной сварки лежит в первоначальном достаточно длительном накоплении электрической энергии на обкладках конденсаторов и мгновенном ее выбросе при создании искусственного короткого замыкания через точку контакта.

Возможность накопления заряда в емкостной батарее позволяет использовать оборудование меньшей мощности по сравнению с другими сварочными аппаратами.

Благодаря постоянству емкости батареи получается нормированное выделение энергии на один сварочный импульс, что позволяет получать стабильный результат независимо от изменения сетевого напряжения и других характеристик сети.

Конденсаторная контактная сварка длится миллисекунды, что приводит к мощному выделению энергии в маленькой области контакта. Это позволяет применять ее при сварке сплавов с высокой теплопроводностью типа меди, а также металлов с разными тепловыми характеристиками.

Конденсаторные аппараты контактной точечной сварки с жесткой характеристикой, быстрым разрядом, широко используются в радиоэлектронике и приборостроении.

При расчете необходимой энергии на сварку того или иного соединения можно использовать формулу:

где С – емкость в фарадах, W – энергия в ваттах; U — зарядное напряжение в вольтах. Включая в контур заряда активное переменное сопротивление, можно регулировать величину зарядного тока, время заряда и потребляемую мощность.

Где применяют метод

Особенностью точечной контактной сварки является краткое воздействие на соединяемые изделия (от единиц миллисекунд до нескольких секунд), сварочный ток в несколько тысяч ампер и напряжение величиной от 1 до 2-3 вольт. При этом необходимо усилие в точке сварки от десятков до сотен килограмм. Маленькая площадь контакта приводит к малой области расплавления металла.

Благодаря этим особенностям точечную сварку используют при сваривании металлов толщиной от единиц микрон до 20-30 мм. Эти возможности обеспечили ее применение в радиоэлектронике, производстве приборов, авиационной и автомобильной промышленности, строительстве и многих других отраслях.

Невозможно представить авторемонтные мастерские без сварочных аппаратов точечной контактной сварки. При устранении вмятин они незаменимы. Все автомобили и самолеты созданы с использованием контактной сварки. Практически все литиевые батареи в ноутбуках соединены с помощью односторонней контактной точечной сварки.

Плюсы и минусы технологии

Широкое распространение технология получила из-за простоты и удобства использования сварочного оборудования, высокой производительности. Аппарат может обеспечить несколько сотен свариваний в минуту при малых затратах электроэнергии, при этом не выделяет никаких вредных веществ в атмосферу.

Технология легко поддается автоматизации. Для сварки не нужно сварочной проволоки, присадок и флюсов. Соединение получается прочным и без остаточных деформаций.

Единственный недостаток заключается в негерметичном соединении изделий. Аппарат работает прерывисто, производя соединение в отдельных точках, поэтому о герметичности речь не идет.

Возможные дефекты

При точечной сварке прочность соединения такова, что разрушения возникают в основном металле, так как сварные точки имеют большую толщину. Продолжительность сваривания и прижимное усилие имеют решающее значение. Если неправильно их рассчитать, то аппарат будет варить с дефектами.

Имеется три основных вида дефектов:

отклонения литой зоны от оптимума, ее смещение от точки контакта;
неполный провар в точке контакта:
изменение физико-химических свойств металла в точке сварки.

Самым опасным является отсутствие литой области. Происходит тепловое склеивание, при котором соединение выдерживает незначительные нагрузки. При переменных нагрузках и температурных перепадах происходит разрыв соединения.

Прочность нарушается при сильном давлении электродов аппарата контактной сварки, что вызывает вмятины. Также ослабляется прочность при выплесках металла.

Причины дефектов

Непровар часто обусловлен малым током или изношенностью контактной площадки электродов. Маленький ток может быть связан со слишком малым промежутком между сварными точками, что вызывает сильное шунтирование. Брак определяется визуальным осмотром и использованием специального оборудования.

Наружные трещины появляются от чересчур большого импульсного тока аппарата, слабого сжатия, загрязнения сварочной области, что изменяет параметры сварочной цепи. Изъян обнаруживается визуальным осмотром при использовании лупы.

При глубоких вмятинах от электрода необходимо разобраться с его контактной частью. Возможно, причина в слишком малом радиусе кривизны контактной площадки и слишком большом прижимном усилии. Дефект определяется визуально.

Причиной того, что при внутреннем выплеске металл вытекает в область между заготовками, может быть превышение сварочного тока аппарата, времени сварки и недостаток сжатия. Изъян определяется специальными приборами, может зафиксироваться и визуально из-за неплотного соединения деталей.

Внешний выплеск происходит при превышении длительности и силы тока, малом прижиме и перекосе электродов. Это можно заметить невооруженным глазом.

Внутренние трещины возникают от комбинации причин типа чрезмерный ток, длительность воздействия, загрязненная поверхность недостаточное сжатие и отсутствие поковочного воздействия в процессе кристаллизации. Изъяны выявляют специальной аппаратурой.

Смещение ядра возникает из-за неправильной установки электродов аппарата контактной сварки и их загрязнения. Причиной прожога являются недостаточный прижим соединяемых изделий, их загрязнения.

Устранение изъянов производится повторением процесса сварки. Если нельзя сваривать, например, недопустим повторный нагрев изделия, то дефектную область лучше высверлить и поставить заклепку.

Особенности точечной сварки и аппарат для нее

В качестве разновидности контактного метода соединения металлов односторонняя точечная сварка достаточно востребована в современном производстве и широко применяется при сборке самых различных листовых изделий. Для тех, кто интересуется методом, интересно будет узнать о принципах организации точечной сварки, а также о том, как собрать аппарат точечной сварки своими руками.

Принцип действия и преимущества

Формируемое по методу точечной сварки соединение образуется за счёт нагревания металла в зоне контакта и последующем сжатии. Нагревание происходит от воздействия электрического тока.

Для того чтобы варить заготовки точечной сваркой было удобнее, их плотно обжимают посредством специальных приспособлений, а при сваривании крепят между собой сразу в нескольких в точках.

Прочность получившегося соединения зависит от параметров самого контакта (от его размера, глубины и формы). Последние, в свою очередь, определяются такими характеристиками сварочного процесса, как марка электродов, величина тока и время его действия при плавке.

Качество сопряжения при точечной сварке определяется прилагаемым усилием и структурой соединяемых деталей.

Электроды для этой разновидности контактной сварки изготавливаются из компонентов с высокой электропроводностью (их обозначение на фото привязано к значкам усилия сжатия). При увеличении этого показателя, что равносильно снижению сопротивления, удаётся достичь требуемых значений контактного тока.

За счет того, что сопротивление в зоне точечного соприкосновения имеет большее значение, самый сильный нагрев происходит именно в этих местах. В результате плавления металла образуется контактная точка, напоминающая по своему виду литое ядро диаметром порядка 4-12 миллиметров.

Отметим также, что рассматриваемый вид сплавления имеет целый ряд достоинств, а именно:

высокая прочность контактного соединения;
возможность автоматизации процесса сварки;
невысокая стоимость оборудования.

Отдельно надо обсудить особенности самостоятельного изготовления оборудования для точечного сплавления деталей.

Самостоятельная сборка

Для сборки аппарата точечной сварки своими руками потребуется трансформатор достаточной мощности (не менее 1 киловатта), обеспечивающий достаточную для работы силу тока. Для выполнения этого требования он должен иметь повышенный коэффициент трансформации по току, получаемый за счёт низкого вторичного напряжения.

Наиболее подходящим по заявленным параметрам является преобразовательное устройство, входящее в состав микроволновой печи и развивающее требуемую мощность. Для его переделки достаточно удалить имеющуюся вторичную обмотку и намотать новую (электрическая схема устройства приведена на фото).

При демонтаже старой вторичной обмотки следует действовать очень аккуратно и постараться не повредить имеющийся сердечник трансформатора. При наличии на нём дополнительных токовых шунтов их также следует удалить (снять).

После разборки старой понижающей обмотки можно переходить к самостоятельному изготовлению новой катушки, подходящей для сварки точечными токами. Но прежде следует запастись толстой медной жилой, подходящей для работы во вторичной обмотке преобразователя (её толщину следует выбрать не менее одного сантиметра).

Для получения нужного напряжения (2 вольта) достаточно будет трёх витков этого провода. На чертеже, приведённом выше, такая обмотка указана в самом конце схемы.

Для изготовления аппарата большей мощности потребуется последовательно включить два (или больше) таких трансформатора. При этом обязателен учёт возможностей действующей электросети, исключающий её работу в режиме перегрузки.

Подготовка сварочных электродов (стержней)

Ещё один ответственный момент сборки точечного агрегата своими руками – изготовление сварочных электродов. Для этого лучше всего подходят медные прутья, соответствующие требуемому для сварки размеру (их толщину рекомендуется выбирать не менее чем у подводящих проводов).

При планировании сборки сварочного аппарата вручную допускается использовать старые жала обычных электрических паяльников, рассчитанных на значительную мощность (более 100 ватт).

В условиях точечной контактной сварки с течением времени форма таких электродов будет изменяться. Сначала их можно слегка подточить, а после длительной эксплуатации заменить новыми.

При самостоятельной сборке агрегата также нужно позаботиться о том, чтобы идущий от трансформатора провод для электродов был предельно коротким и имел минимум промежуточных соединений.

На концах проводов следует сделать специальные медные наконечники, посредством которых они будут подсоединяться к проводам. Каждый такой наконечник должен надёжно спаиваться с подводящим ток проводом, что исключит возможность снижения проводимости из-за окисления меди.

Для выполнения этой непростой задачи лучше всего воспользоваться фирменными лужеными изделиями, рассчитанными под пайку и продающимися в любом магазине электротехники.

Причиной завышенного сопротивления в цепи точечной сварки может быть и некачественный контакт в соединениях наконечников и электродов. Поскольку стержни должны периодически сниматься, то сделать что-то в этой части цепи не представляется возможным.

Единственное, что можно предпринять для снижения переходного сопротивления в контактной зоне, это периодически очищать их от появляющегося в процессе эксплуатации окисла.

Управление сварочной процедурой

После того, как сварочный аппарат готов, следует побеспокоиться о том, чтобы он был легко управляем. Блок управления агрегатом должен состоять из специального выключателя и рычага подачи; причём последний должен быть рассчитан на достаточно большое усилие, развиваемое при сжатии сварочных элементов (электродов).

В случае обработки толстых листовых заготовок желательно воспользоваться более мощной системой сжатия (с более длинным рычагом). Однако увеличивать его длину допускается ровно настолько, чтобы это не сказалось на прочности данного элемента.

К этому нужно добавить, что для удобства работы со сварочным устройством в него может быть встроен таймер для точечной сварки, обеспечивающий контроль времени непрерывного сжатия заготовок.

С целью увеличения усилия сжатия в контактной зоне можно воспользоваться специальной системой прижима, выполненной в виде винтовой стяжки (она размещается между надёжным основанием и рычагом). При желании допускается применение других подручных средств, обеспечивающих удобную работу точечным методом.

Выключатель агрегата устанавливается в цепи первичной обмотки питания, где ток имеет небольшие значения. К тому же в этом случае он не будет задействован в основной цепи и не повлияет на переходные характеристики процесса точечной сварки.

В тех случаях, когда проводится сварка полуавтоматом, например, такой выключатель удобнее всего разместить на ручке рычага сжатия, что позволит управлять включением-выключением без отвлечения от работы.

Разборка сваренных изделий

Многим пользователям (владельцам автомобилей, в частности) приходится обращаться к процедуре, обратной точечной сварке и предполагающей разборку сваренных листовых изделий.

Для этого нужно воспользоваться специальным сверлом для точечной сварки, с помощью которого удаётся демонтировать подлежащие замене кузовные и другие детали.

Особенностью таких свёрл является их повышенная прочность, что естественным образом сказывается на стоимости этих изделий. Однако их высокая цена с лихвой окупается следующими преимуществами:

при наличии такого сверла не требуется специальная подготовка зоны контакта к высверливанию;
возможность сверления в непрерывном режиме (без каких-либо пауз);
при пользовании таким сверлом нижний лист металла остаётся неповреждённым, что позволяет повторно использовать её по своему усмотрению.

К этому следует добавить, что при наличии специального оборудования всегда можно будет заточить сверло, рассчитанное на длительные сроки эксплуатации.

Надо отметить, что достоинства рассмотренной технологии (включая точечную сварку инвертором) не вызывают сомнений у большинства заинтересованных пользователей. Однако для реализации этих преимуществ необходимо чётко усвоить принципы и методологию её проведения и строго придерживаться рекомендаций специалистов.

Читайте также: