Избранное

Аппарат для точечной сварки: как устроен и какой выбрать?

Тот, кто выбирает аппарат для точечной сварки, должен сначала разобраться в его устройстве и параметрах. Ниже разбираем принцип работы аппарата для точечной сварки, устройство машины контактной сварки, критерии выбора, отличие от рельефной, шовной и стыковой сварки, оценку качества точки и другие области применения.

Как работает аппарат для точечной сварки?

Тепло в металле выделяется при прохождении через него импульса тока по закону Джоуля-Ленца, а наибольшее сопротивление сосредоточено именно в точке контакта деталей - поэтому аппарат контактной сварки не плавит металл дугой, а нагревает его сопротивлением. Основные параметры режима - сила сварочного тока, длительность его импульса и усилие сжатия деталей.

Как устроена машина для точечной сварки?

Контактная сварка выполняется на контактных сварочных машинах - стационарных, передвижных или подвесных, универсальных или специализированных. По роду тока в сварочном контуре машины бывают переменного или постоянного тока, а по способу сварки различают машины для точечной, рельефной, шовной и стыковой сварки.

  • Сварочный трансформатор понижает напряжение сети до 1-15 В.
  • Электроды из сплавов меди сжимают детали и подводят ток силой 1-200 кА.
  • Мощность машин - 0,5-500 кВА.
  • Усилие сжатия - 0,01-100 кН (1-10000 кгс), его создаёт пневмогидропривод или рычажно-пружинный механизм.
  • Ток длительностью от 0,01 до 10 секунд включают контакторы с электронным управлением.

Любая машина для контактной сварки состоит из электрической и механической частей, пневмо- или гидросистемы и системы водяного охлаждения. Электрическая часть включает сварочный трансформатор, прерыватель первичной цепи и регулятор цикла сварки, который задаёт последовательность операций и параметры режима. Механическая часть - это привод сжатия у точечных машин, привод сжатия и привод вращения роликов у шовных машин или приводы зажатия и осадки у стыковых машин.

Как выбрать аппарат контактной сварки?

Оборудование различают по силе тока, усилию сжатия и длительности импульса. В магазинах и каталогах его называют по-разному: инструмент для точечной сварки, сварочник для точечной сварки, аппарат контактной сварки.

  • Электроды. Изготовлены из меди и бронзы - применяют хромоциркониевую бронзу БрХЦрА, кадмиевую бронзу БрКд1, хромистую бронзу БрХ. Они выдерживают нагрев до 600 °C и ударные усилия сжатия до 5 кг/мм², но всё равно быстро изнашиваются. Электроды для рельефной сварки делают близкими по форме к самому изделию, для шовных машин - в виде дисков.
  • Толщина металла и число точек в минуту. Точечной сваркой варят стальные конструкции из листов толщиной до 20 мм в авто-, авиа- и судостроении; автоматическая точечная сварка создаёт до 600 соединений в минуту.
  • Тип машины. Контактные сварочные машины бывают стационарными, передвижными или подвесными, универсальными или специализированными.

Аппарат для точечной сварки металла или рельефная, шовная, стыковая сварка - в чём разница?

Контактная сварка делится на четыре разновидности. ГОСТ 15878-79 обозначает буквами Кт, Кр и Кш точечную, рельефную и шовную сварку соответственно.

  • Точечная сварка (Кт). Детали соединяются в одной или сразу нескольких точках; прочность соединения зависит от формы и размеров контактной поверхности электродов, силы тока, времени его протекания и усилия сжатия. Область применения - тончайшие детали электронных приборов, стальные конструкции толщиной до 20 мм, сетчатые панели ограждения в сельскохозяйственном машиностроении, аккумуляторные батареи повышенной мощности и объёма из элементов Li-ion 18650.
  • Рельефная сварка (Кр). Контакт между деталями задают не электроды, а заранее подготовленные штамповкой выступы-рельефы на самих деталях - на одной или на обеих. В автомобилестроении так крепят кронштейны и скобы к листовым деталям, петли для навески дверей к кабине, а также болты, гайки и шпильки; в радиоэлектронике - присоединяют проволоку к тонким деталям.
  • Шовная сварка (Кш). Шов состоит из ряда сварных точек, которые перекрывают друг друга (тогда шов герметичен) или не перекрывают. Процесс идёт на станках с одним или двумя вращающимися дисковыми роликами-электродами, которые сжимают, прокатывают и сваривают детали толщиной 0,2-3 мм. Так изготавливают ёмкости, где нужен герметичный шов - бензобаки, трубы, бочки, сильфоны.
  • Стыковая сварка. Детали соединяются по всей плоскости их касания за счёт нагрева - сопротивлением (сечение деталей до 200 мм², в основном проволока, стержни, трубы из низкоуглеродистой стали) или оплавлением (сечение до 100000 мм² - трубопроводы, арматура железобетонных изделий, стыки профильной стали, ленточные пилы, железнодорожные рельсы, якорные цепи, режущий инструмент).

Как оценить качество сварной точки?

Качество соединения при контактной сварке зависит от подготовки поверхности деталей и выбранного режима. Размер ядра сварной точки должен быть равен трём толщинам самого тонкого свариваемого листа, а глубина проплавления - укладываться в 20-80 % этой толщины; выход за эти пределы даёт непровар или выплеск металла. Непровар при контактной сварке сложно найти осмотром: детали прижаты друг к другу, и в месте контакта электромагнитные излучения и ультразвук не отражаются и не ослабляются, поэтому дефект часто выявляют только разрушением контрольных образцов - если непровара нет, разрушение проходит по целому металлу одной из деталей.

Для чего ещё применяют контактную точечную сварку?

Точечная сварка при ремонте кузова разобрана в отдельной статье про точечную сварку кузова. Приспособления для фиксации деталей на время сварки - из раздела приспособления для сварки, а сами машины контактной сварки - в разделе контактная точечная сварка каталога сварочное оборудование.

Частые вопросы

Чем аппарат контактной сварки отличается от дугового сварочного аппарата?

Соединение получается за счёт нагрева металла проходящим током и пластической деформации зоны соединения под сжимающим усилием, а не за счёт дуги и присадочного материала - так работает аппарат контактной сварки, сжимая детали электродами.

Почему непровар при точечной сварке трудно обнаружить?

Потому что детали в контактной сварке прижаты друг к другу электродами, и в этом месте электромагнитные излучения и ультразвук не отражаются и не ослабляются - ультразвуковой и электромагнитный контроль дефект не показывают. Его выявляют разрушением контрольных образцов с измерением диаметра литого ядра.

Коротко

  • Аппарат для точечной сварки соединяет металл сжатием электродов и нагревом проходящим током, без дуги и присадки.
  • Контактные сварочные машины бывают стационарными, передвижными и подвесными, а по способу сварки делятся на точечные, рельефные, шовные и стыковые (по ГОСТ 15878-79 - Кт, Кр, Кш).
  • Электроды делают из меди и бронзы, они выдерживают нагрев до 600 °C и усилия сжатия до 5 кг/мм², но быстро изнашиваются.
  • Основные параметры режима - сила тока, усилие сжатия, длительность импульса; сами машины выпускают в диапазоне тока 1-200 кА и мощности 0,5-500 кВА.
  • Непровар в контактной сварке сложно найти обычным осмотром - его выявляют разрушением контрольных образцов.