Точечная сварка: технология, оборудование, где применяется, плюсы и минусы

У контактной сварки существует множество подвидов, и один из них – точеная. Ее отличие легко понять из названия, и состоит оно в том, что соединение конструкции происходит не вдоль всей линии соприкосновения деталей, а только в определенных местах.

Такое соединение можно назвать изюминкой метода. Ко всему прочему точечную сварку легко произвести в домашних условиях, а известна она еще с 1877 года и широко применяется в промышленности, строительстве и быту.

Однако, как и любая работа, точечная сварка требует от человека определенной подготовки, основой которой является понимание нюансов и аспектов, связанных с процессом.

Понятие точечной сварки

В общем случае словосочетание «контактная сварка» представляет собой образование неразъемного соединения. Электроды пропускают ток, нагревающий металл, который в свою очередь деформируется под действием силы сжатия в зоне расплавления.

• Относительное быстродействие – 0.2-2 секунды;
• Ток свыше 1 кА и напряжение в пределах 2-5 В;
• На соединение воздействует давление около 3-8 кг/мм²;
• Конусообразные края электродов обеспечивают минимальную зону плавления, которая позволяет применить точечную сварку.

Именно эти параметры, а также почти неограниченные возможности применения обеспечили популярность точечного метода в промышленности, по сравнению с другими подвидами контактного метода (шовным и стыковым).

1. площади точки соединения;
2. силы тока и продолжительности его действия на металл, т.е. степени расплавления металла;
3. силы сжатия.

Точечная сварка применима для деталей с различными показателями толщины и прочности. Она легко справится с металлами, чья толщина варьируется от 0.02 мкм до 2-3 см. В большинстве случаев этот метод применяют при соединении внахлест.

Технология точечной сварки

Технология не отличается особой сложностью, но конечно же имеет свои тонкости, и если не учесть их, то качество конструкции может сильно понизиться, что в свою очередь может привести к ее разрушению или деформации:

• Детали устанавливают в рабочее положение. Важно надежно зафиксировать их после этого во избежание скольжения!
• К деталям с обеих сторон присоединяют электроды, подводящие ток, в результате чего металл плавится.
• Образуется сварочное ядро, чей диаметр варьируется в пределах 4-12 мм в зависимости от вида электродов.

Реальный рабочий процесс состоит из двух этапов, краткая инструкция к которым представлена ниже:

1. Подготовительный этап, состоящий из трех главных пунктов:

• • Подготовка деталей. Кромки зачищают для лучшей сцепки (удаляют лаки/краски/масляные пятна и т.д.), детали фиксируют ручными тисками, струбцинами или любым другим подобным инструментом.
  • Подготовка пространства. Место работы необходимо привести в порядок в соответствии с нормами и правилами техники безопасности.
  • Подготовка сварщика. Помимо организации комфортных условий для работы, необходимо также подготовиться самому, а именно надеть защитный костюм, перчатки для защиты рук и маску для защиты лица и в особенности глаз. Попадание искр на открытые участки кожи приведет к ожогам!

1. 2.    Этап непосредственной работы сварочным аппаратом:

• • К зафиксированным деталям прикладывают электроды, и подается ток.
  • Под воздействием тока происходит повышение температуры как следствие образования энергии, необходимой для расплавления металла.
  • При появлении ядра ток убирается.
  • Детали сжимают, пока металл еще расплавлен, чтобы при застывании (кристаллизации) ядра образовалось прочное точечное соединение.

Как вы можете увидеть, главное понять саму схему работы, ведь для выполнения столь простой работы необязательно быть высококвалифицированным специалистом: ток образует импульс, нагревающий металл; импульс плавит деталь в точке с последующим образованием ядро; импульс убирают и сжимают конструкцию, пока она не застынет и не образует прочное соединение.

Возможные дефекты

Во избежание ошибок при решении самостоятельно заняться сваркой, рекомендуем прочитать про наиболее распространенные дефекты, связанные конкретно с точечным методом. Для Вашего удобства мы перечислили их ниже:

• Непровар. Может быть как частичным, так и полным, а причиной возникновения этого дефекта может быть как неверно выставленные параметры (например, слишком сильное сжатие или недостаточная сила тока), так и некачественный инструмент, в частности электроды, которые необходимо подвергнуть замене. Обнаружить непровар можно или просто осмотрев результат, или специальным контрольным инструментом.
• Трещины во время работы. А вот они возникают наоборот из-за излишней силы тока, а также плохо зачищенных деталей, что нарушает температурный режим.
• Разрывы у краев. Самой распространенной причиной такого дефекта является то, что мастер изначально оставляет слишком мало свободного пространства и располагает точку сварки слишком близко к краю.
• Внутренний всплеск. Возникает из-за переплавления ядра (по причине слишком долгой длительности импульса, слишком сильного тока или же комбинации этих причин), из-за чего металл вытекает за пределы зоны плавления и образует зазор между деталями. Важно правильно выставить параметры тока в соответствии с параметрами материала, для этого специалистами рекомендовано проверять настройки на черновых кусках материала.
• Наружный всплеск. Как можно понять из названия, в данном случае расплавленный материал вытекает наоборот на внешнюю поверхность деталей. Произойти подобное может из-за недостаточного сжатия.
• Вмятины от электродов. Основными причинами являются либо маленький диаметр электрода, неподходящий для данной работы, либо чрезмерное сжатие, увеличивающее зону плавления.
• Прожог. Наиболее распространенный среди новичков дефект, поскольку они в силу отсутствия опыта могут установить недостаточную силу сжатия или же не полностью очистить деталь или электрод.
• Смещение ядра. Во избежание этой ошибки нужно лишь правильно установить электроды по отношению к деталям.
• Трещины внешние и внутренние. Как мы уже говорили, трещины возникают от сильного тока, но также чрезмерно долгого импульса и несвоевременного сжатия.

Преимущества и недостатки метода

Как и у всех остальных работ, у точечной сварки есть свои плюсы и минусы, отталкиваясь от которых Вы можете определить, подходит Вам данный метод или же нет.

По классике рассмотрим первым делом преимущества:

• Точечную сварку считают самым чистым и безотходным методом в отличие от остальных;
• Не применяются никакие вспомогательные материалы (газы/флюсы/т.д.);
• В результате работы не образовываются также никакие отходы и шлаки;
• Поскольку нет необходимости применять вспомогательные газы, нет и выделения веществ, наносящих вред здоровью сварщика;
• Высокий КПД;
• Возможность автоматизировать процесс, используя роботизированные технологии;
• Высококлассные конструкции за короткое время.

Если подбить итог, то при соблюдении техники безопасности и правил точечной сварки, Вы получите изделие высокого качества с надежным и при том аккуратным соединением.

Согласно статистике, новичкам гораздо легче произвести точечную сварку, чем выложить сварочный шов. Тем не менее присутствуют и недостатки, и их тоже стоит учитывать:

• Практически невозможно надежно соединить два разных металла;
• Если подать слишком сильный импульс, расплавленный металл разбрызгивается;
• У многоточечной машины весьма сложная конструкция, что значительно усложняет эксплуатацию.

Аппарат точечной сварки

На иллюстрации выше представлен специальный инструмент, предназначенный исключительно для данного метода сварки. Обычно он состоит из следующих частей:

1. трансформатор;
2. сварочный зажим;
3. выключатель;
4. механизм сжатия электродов;
5. регулятор тока.

Последний элемент, а именно регулятор тока, может отсутствовать у тех инструментов, которые не рассчитаны на профессиональное или же промышленное применение.

В таком случае регулирование сжимания электродов и время воздействия полностью ложится на плечи мастера, которому придется полагаться в этом вопросе исключительно на свои знания и навыки.

Еще важно вовремя менять проводники. Они, разумеется, изготовляются из материалов, устойчивых к высоким температурам, но все равно теряют форму со временем.

Оборудование для точечной сварки

Сварочных аппаратов существует множества, но для удобства можно ввести следующую классификацию:

• по мобильности (мобильные/подвесные/стационарные);
• по степени автоматизации (ручные/автоматические);
• по положению проводников (параллельно/напротив друг друга).

В промышленности используется оборудование высокого класса, для бытовых целей сгодится и самодельный аппарат, собранный из какого-нибудь электроприбора.

Мы даже нашли видеоинструкцию, в которой подробно описывается, как можно сделать такой аппарат, чтобы Вам не пришлось выискивать ее самостоятельно: