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?
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.
Сварочное оборудование, материалы и инструменты для мастерской, ремонта и производства.