Сварка точками: преимущества и особенности технологии

О чем речь? Сварка точками – соединение деталей в определенных местах, а не по всей длине кромки. Применима для любых видов металла: от тонкостенных деталей до заготовок с большим сечением.

На что обратить внимание? Точечная сварка используется на конвейерах по сборке автомобилей, тракторов, комбайнов. Всю работу выполняют роботы. Однако есть и ручные аппараты, позволяющие освоить технологию начинающим сварщикам.

Что такое сварка точками

Точечная сварка представляет собой метод соединения элементов не по всей контактной площади, а лишь в определенных точках. Этот способ наиболее эффективен для деталей с тонкими стенками, толщина которых не превышает 2 мм.

Метод сварки точками полуавтоматом основан на генерации сильного электрического разряда между двумя электродами, которые расположены напротив друг друга по обе стороны сжатых деталей. Это приводит к местному нагреву, плавлению материала заготовок и их последующему солидифицированию, в результате чего формируется цельная структура.

Сваривание металлов характеризуется следующими техническими параметрами:

• Продолжительность горения дуги – от 0,2 до 3 секунд.
• Плотность электрического тока – от 100 до 300 А/мм².
• Уровень рабочего напряжения – от 1 до 10 вольт.
• Давление на точку соединения – от 10 до 100 кг и выше.

Этот метод предпочтительно используется для стыковки заготовок внахлест. Размеры стыков могут варьироваться от 2-3 мм до 2 см в диаметре.

Агрегат для сварки точками включает в себя следующие основные рабочие элементы:

• Трансформатор индукционного типа, который создает мощный электрический разряд при низком напряжении.
• Зажимной механизм, включающий пару электродов, установленных на противоположных рычагах, и устройство для прижима.

Качество стыковки и скорость процесса в значительной степени определяются параметрами прижимного механизма, который может быть разных типов:

• Механический. Основан на использовании пружины и активируется ручным усилием. Применяется в бытовых устройствах. Главный недостаток – ограниченная производительность.
• Пневматический. Работает за счет сжатого воздуха. Обычно устанавливается на портативных моделях. Минус – постоянство прижимного давления во время работы, низкая скорость.
• Гидравлический. Обладает возможностью настройки параметров, но встречается редко и характеризуется недостаточной производительностью.
• Электромагнитный. Отличается высокой скоростью реакции и устанавливается на большинство современных устройств. Преимущество – возможность регулировки уровня прижима в процессе работы.

С течением времени они стачиваются, что приводит к увеличению контактной площади и ухудшению теплопередачи.

Плюсы и минусы сварки точками

Сварка точками без электрода пользуется популярностью благодаря обширному списку преимуществ этого метода:

• Начать работу можно без использования флюса или присадочной проволоки, что обеспечивает снижение расходов и экономию времени.
• При точечной стыковке металл подвергается минимальной и локальной деформации.
• Аппараты для точечной стыковки отличаются простотой использования, что делает их подходящими даже для новичков.
• Внешний вид стыков при точечном методе остается на высоком уровне, не вызывая нареканий у критиков.

• Низкая стоимость рабочего процесса по сравнению с другими методами стыковки.
• Большинство технологических процессов может быть автоматизировано.
• Используя многоточечное стыкование, можно обработать большую площадь поверхности. Скорость формирования точек стыковки может достигать нескольких сотен в минуту.

У этого метода также присутствуют недостатки, которые стоит отметить. В первую очередь, относительно низкая герметичность сварного шва по сравнению с непрерывным соединением, выполненным стандартным электродом. Второй минус – опасность возникновения избыточного напряжения в области сварочной точки. Важно аккуратно подгонять детали перед свариванием, чтобы минимизировать эти риски.

Сферы применения сварки точками

Области применения точечной контактной техники стыковки определяются ее характеристиками и преимуществами. Благодаря тому, что данный вид сварки не требует высокой квалификации операторов и легко адаптируется для механизации и автоматизации, он нашел широкое применение в производстве различных потребительских товаров.

Массовое изготовление с использованием точечного соединения позволяет создавать автоматические производственные линии, контролируемые компьютерами, где в роли сварщика выступает робот.

Такие технологии используются для изготовления бытовой техники, которая облегчает домашние дела, например, пылесосов и стиральных машин. Аналогичные методы применяются и в производстве сельскохозяйственных устройств для подсобного хозяйства, к примеру, газонокосилок или сепараторов для молока. При этом точечное соединение широко используется для стыковки металлических элементов в корпусах оборудования и крепления различных деталей.

Машиностроение является сферой, где используется наибольшее количество аппаратов для сварки металлов. Эта отрасль обширна, и применение различных технологий соединения происходит во многих ее направлениях. С помощью точечного сваривания изготавливают корпуса для множества приспособлений.

Автомобили, тракторы, комбайны, железнодорожные вагоны – это лишь часть списка оборудования, при производстве которого используют данный метод соединения. Отдельно стоит микроэлектроника, где требования к точности и масштабам работы кардинально отличаются.

В упомянутых примерах применяются различные возможности сварки:

• цветных и черных металлов;
• нержавеющих типов стали;
• металлов различных типов;
• деталей с разной толщиной.

Режимы сварки точками

SPOT-аппараты могут функционировать в двух режимах: «жестком» и «мягком». В первом используется высокий сварочный ток с коротким временем пропускания, тогда как второй характеризуется низким уровнем тока и более длительной продолжительностью его подачи.

Основные параметры работы:

• Усилие сжатия не просто обеспечивает контакт между деталями, но и деформирует их, чтобы предотвратить выброс расплавленного металла в промежуток между деталями. Этот параметр зависит от толщины свариваемых заготовок и свойств материала, из которого они сделаны.
• Сила тока определяется общей толщиной деталей и их химическим составом.
• Время сварки влияет на размер сварочного ядра в точке соединения.
• Диаметр рабочей поверхности электрода, то есть той части, которая напрямую контактирует с деталями.

Значение всех упомянутых параметров определяется толщиной и типом материала свариваемых деталей. Для иллюстрации рассмотрим использование низкоуглеродистой стали, которая широко применяется в производстве разного рода металлопроката (листов, швеллеров, труб, уголков и др.) и крепежных изделий. Этот сплав часто используется в строительстве и при возведении различных металлических конструкций.

Например, при стыковке заготовок с общей толщиной до 5 мм рекомендуется использовать одинарный импульс тока с постоянным усилием сжатия. Для материалов с большим поперечником необходимо применение многоимпульсных режимов.

В таблице указаны основные параметры для точечной сварки низкоуглеродистой стали:

Способы и этапы сварки точками

По характеру соединения и проведению технологической операции электроконтактная сварка точками бывает:

• Рельефная. Технология отличается от контактного сваривания конфигурацией рабочих кромок. Процесс предусматривает подготовку выступов, размер и форма которых и определяют вид соединения.
• Роликовая. По сути, является цельным соединением, состоящим из множества отдельных точек. Сочленяемые плоскости проходят через валки, обеспечивающие их силу сжатия. Повторяемость подачи тока и скорость прохождения заготовок через валки подразделяют стыковки на шаговые, прерывистые и непрерывные.
• Стыковая. Предназначена для совмещения легированных сплавов и заготовок с большим сечением, которые плохо поддаются сварке. Процесс представляет собой слияние при нагреве и осевом смещении заготовок, зажатых в электрододержателях. При сочленении таких поверхностей можно добавить использование процесса трения.

Различные типы контактной точечной сварки определяются ее специфическим применением и, соответственно, конструкцией используемого сварочного аппарата.

Соединение осуществляется по методу сопротивления и оплавления (с нагревом или без него): первый часто используется для небольших изделий с площадью сечения до 200 мм, второй позволяет формировать прочную стыковку более крупных изделий. Контактный метод пользуется особой популярностью.

Выбор метода сочленения компонентов диктуется типом применяемого металла и его толщиной, но базовый порядок выполнения операций остается стандартным.

Основные шаги при сварке точками электродом:

• Подготовка деталей. На этом этапе производится очистка свариваемых поверхностей от лакокрасочных покрытий, мешающих прохождению тока.
• Сжатие деталей. В процессе контактной точечной стыковки используются клещи, чтобы создать участки, по которым будет проходить ток между контактными точками.
• Нагрев деталей при помощи электрического импульса (постоянного или переменного). Длительность нагревания зависит от толщины стыкуемых элементов.

• Уменьшение давления на стыкуемые детали (актуально для аппаратов автоматической контактной точечной сварки), что способствует предотвращению выдавливания расплавленного материала.
• Отключение тока при покраснении металла в зоне контакта электродов.
• Проковка или прижимание деталей для обеспечения крепости стыка во время охлаждения материала на завершающем этапе.

Параметры настройки аппаратуры для контактной точечной сварки определяются в зависимости от вида обрабатываемого металла. Качество соединения тесно связано с применяемой техникой, методами сжатия конструктивных элементов и используемым электрическим импульсом.

Возможные дефекты сварки точками

Недоплав

Проблема недоплава возникает, когда в процессе точечной сварки не формируется должной литой структуры соединения в виде чечевицы.

Главные причины: неадекватный нагрев зоны из-за низкой плотности тока или короткого времени нагрева. Проблемы с силой тока могут быть вызваны различными факторами, такими как неправильная настройка параметров процесса, повышенное сопротивление во вторичной цепи, наличие шунтов или падение напряжения в электросети.

Разбрызгивание

В процессе точечной сварки часто происходит разбрызгивание металла. Некоторое количество брызг является нормальным явлением, но их избыток может привести к формированию глубоких вмятин. Такие значительные повреждения на сварной поверхности серьезно снижают прочность сварного соединения.

Для решения проблемы важно выявить причины избыточного образования брызг и скорректировать параметры сварочного процесса или улучшить качество обрабатываемой поверхности заготовки.

Оплавление или прожиг поверхности заготовки

Главные факторы, приводящие к данному дефекту: загрязненная поверхность заготовки, искривленная или неплотно прилегающая к металлу поверхность электрода, а также некорректно настроенные параметры соединения.

Чрезмерное углубление электрода

Глубина отпечатка электрода на поверхности качественно выполненной сварки не должна превышать 20 % от толщины материала.

Основные причины слишком глубокого углубления: перегрев места сварки, интенсивное разбрызгивание металла, маленький диаметр рабочей поверхности электрода и избыточный зазор между обрабатываемыми деталями.

Трещины

Главная причина образования трещин в соединении – слишком быстрое охлаждение, что часто встречается при работе с легированными типами стали и редко происходит при обработке низкоуглеродистых.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.