Коротко
- Наконечник, жало, насадка и контакты - один и тот же прямой электрод из ГОСТ 14111-90.
- Электроды для точечной сварки делают из меди и бронз, например БрХЦрА, БрКд1, БрХ: торец должен держать форму при нагреве до 600 градусов.
- Типов рабочей части шесть, от A до F, диаметров семь, от 10 до 40 мм, предельное усилие - от 2,5 до 40 кН.
- С толщиной листа электрод связан через точку: ГОСТ 15878-79 задаёт минимальный диаметр ядра и вмятину не глубже 20 % толщины.
- Сработанный торец заправляют по размерам своего типа: площадка d2, радиусы R1 и R2.
Статья для тех, кто подбирает, заправляет или меняет наконечник для точечной сварки и хочет понять, какую форму и размер брать по ГОСТ. Ниже разбираем, из чего делают электроды, шесть типов рабочей части по ГОСТ 14111-90, размеры и предельное усилие, связь диаметра с толщиной деталей, износ и заправку торца и частые ошибки при выборе.
Подбирать, заправлять и менять его приходится каждому, кто работает на машине или клещах: в ГОСТ 14111-90 такая деталь называется прямым электродом, стандарт задаёт шесть типов рабочей части, семь диаметров от 10 до 40 мм и предельное усилие для каждого. Ошибка в форме или размере торца сказывается на самой точке: контактная поверхность электродов входит в число факторов, от которых зависят её размер и прочность.
1. Жало, насадка, контакты: что это за деталь?
Одна и та же деталь называется в обиходе по-разному - жало для точечной сварки, наконечник, насадка или контакты, а ГОСТ 14111-90 называет её электродом. Полное название стандарта - «Электроды прямые для контактной точечной сварки». Он написан для случая, когда оси электродов перпендикулярны свариваемым деталям, а на электроды, изготовленные выдавливанием, не распространяется.
Тоже электрод и насадка для точечной сварки: хвостовиком с конусом он входит в держатель машины, а рабочим торцом давит на лист. Пару электродов, между которыми зажат пакет листов, называют и контактами для точечной сварки. Название по делу: через электроды замыкается вторичный контур сварки.
А вот ручка для точечной сварки к наконечнику не относится. Усилие сжатия создаёт привод: на машинах это пневмогидропривод или рычажно-пружинный механизм, а само усилие лежит в пределах 0,01-100 кН. Наконечник только передаёт его на металл.
2. Почему электроды для контактной точечной сварки делают из меди и бронзы?
Контактную точечную сварку предложил Николай Бенардос в 1877 году, и клещи для неё тогда работали угольными электродами. Сейчас это медные электроды для точечной сварки: для сжатия деталей и подвода тока силой от 1 до 200 кА применяют электроды из сплавов меди.
Требований к ним два. Первое - провести такой ток: медь по электропроводности уступает среди металлов только серебру, и теплопроводность у неё тоже высокая. Второе - сохранить форму торца при нагреве до 600 градусов и ударном сжатии до 5 кг/мм². Поэтому, кроме меди, электроды делают из бронз:
- хромоциркониевой БрХЦрА;
- кадмиевой БрКд1;
- хромистой БрХ.
Медные электроды для контактной сварки бывают не только прямыми. Для рельефной сварки их делают близкими по форме к изделию, для шовных машин - в виде дисков. Прямые наконечники по ГОСТ 14111-90 относятся к точечной сварке.
Тепло отводят изнутри: после импульса электрод охлаждается через отверстие в центре, куда подают воду или солевой раствор, а шланги для охлаждения крепятся к держателю.
3. Шесть типов рабочей части по ГОСТ 14111-90
Стандарт обозначает типы буквами от A до F и показывает их на одном чертеже. Размеры посадочной части - конус, плоскости под гаечный ключ, длины - даны на чертеже типа A. Рабочая часть остальных типов выглядит так:
- Тип B - торец сведён конусом к площадке диаметром d2 со скруглением R1, угол на чертеже 30°.
- Тип C - цилиндр с плоским торцом во весь диаметр d1.
- Тип D - площадка d2 смещена от оси электрода на размер e.
- Тип E - конус с углом 20° и скруглением R2 на вершине.
- Тип F - торец в виде сферы диаметром d1.
Какую форму под какую работу брать, ГОСТ не расписывает - выбор зависит от конкретной схемы клещей и детали.
4. Размеры и предельное усилие
В таблице стандарта наконечник для точечной сварки задан диаметром d1, и по нему же даны все остальные размеры, включая усилие Fmax. Размеры ГОСТ действуют, пока усилие на электроде не выше этого значения, а само оно дано для справок. Выдержка из таблицы ГОСТ 14111-90:
- Диаметр d1, мм: 10
- Площадка d2, мм: 4
- Конусность посадки: 1:10
- Усилие Fmax, кН: 2,5
- Диаметр d1, мм: 13
- Площадка d2, мм: 5
- Конусность посадки: 1:10
- Усилие Fmax, кН: 4
- Диаметр d1, мм: 16
- Площадка d2, мм: 6
- Конусность посадки: 1:10
- Усилие Fmax, кН: 6,3
- Диаметр d1, мм: 20
- Площадка d2, мм: 8
- Конусность посадки: 1:10
- Усилие Fmax, кН: 10
- Диаметр d1, мм: 25
- Площадка d2, мм: 10
- Конусность посадки: 1:10
- Усилие Fmax, кН: 16
- Диаметр d1, мм: 32
- Площадка d2, мм: 12,5
- Конусность посадки: 1:5
- Усилие Fmax, кН: 25
- Диаметр d1, мм: 40
- Площадка d2, мм: 16
- Конусность посадки: 1:5
- Усилие Fmax, кН: 40
Условное обозначение читается так: «Электрод FL 16×25 ГОСТ 14111-90» - тип F, увеличенная длина плоскостей под гаечный ключ (L), d1 = 16 мм, l5 = 25 мм. Буква S на месте L означает уменьшенную длину плоскостей, а без буквы, как в «Электрод A 16×25 ГОСТ 14111-90», плоскостей под ключ нет. Размер l5 - расстояние от торца до плоскости, в которой измеряют посадочный конус.
5. Как диаметр рабочей поверхности связан с толщиной деталей?
Готовой таблицы «толщина листа - диаметр наконечника» в этих стандартах нет. ГОСТ 14111-90 описывает только электрод, ГОСТ 15878-79 - сварное соединение, в том числе минимальный расчётный диаметр литого ядра точки. Связывает их сама точка: её размер зависит от формы и размеров контактной поверхности электродов, силы тока, времени и усилия сжатия.
Минимальный диаметр ядра по ГОСТ 15878-79 для соединений групп А и Б:
- детали св. 0,8 до 1,0 мм - не менее 4,0 и 3,0 мм;
- св. 1,8 до 2,2 мм - 7,0 и 5,0 мм;
- св. 2,7 до 3,2 мм - 9,0 и 7,0 мм.
Группу соединения назначают при проектировании, по требованиям к конструкции. О рабочей поверхности электрода ГОСТ 15878-79 говорит прямо в пункте о вмятине: её глубина не должна быть больше 20 % толщины детали. До 30 % стандарт её допускает в трёх случаях:
- при отношении толщин деталей больше 2;
- когда один из электродов с увеличенной плоской рабочей поверхностью;
- при сварке в труднодоступных местах.
Время импульса лежит в пределах от 0,01 до 0,63 с и зависит от толщины металла, усилия на электродах и их диаметра. Сменили диаметр наконечника - режим машины подбирают заново.
6. Износ и заправка торца
При каждой точке торец греется и получает удар сжатия, поэтому к материалу и предъявляют требование держать форму. Со временем контактная поверхность перестаёт совпадать с чертежом своего типа. Раз размер точки зависит от этой поверхности, сработанные контакты для точечной сварки меняют точку даже при прежних токе и времени.
Заправка возвращает наконечнику для точечной сварки исходную форму торца, и ориентир для неё - чертёж своего типа:
- для типов B и D - площадка d2 и скругление R1;
- для типа E - угол 20° и скругление R2;
- для типа F - сфера диаметром d1;
- для типа C - плоскость во весь диаметр.
У электрода диаметром 16 мм, например, d2 = 6 мм, R1 = 40 мм, R2 = 6 мм.
7. Частые ошибки с наконечниками
- Ставят наконечник для точечной сварки, не сверив усилие машины с Fmax: размеры ГОСТ 14111-90 заданы для усилия не выше справочного, а это 2,5 кН у электрода 10 мм и 6,3 кН у 16 мм.
- Путают посадку: у диаметров 10-25 мм конусность 1:10, у 32 и 40 мм - 1:5.
- Варят сработанным торцом, хотя от контактной поверхности зависит размер точки.
- Ждут от ГОСТ 14111-90 режима сварки: стандарт задаёт только типы и размеры электродов, тока и времени в нём нет.
8. Частые вопросы
- Есть ли схема точечной сварки для сварки прутков 3ми (3 мм)? Готовой схемы под конкретный диаметр прутка ГОСТ 14111-90 не даёт: стандарт задаёт только типы и размеры электродов, а время импульса от 0,01 до 0,63 с и усилие сжатия подбирают по толщине и диаметру металла на самой машине.
- Возможна ли имитация точечной сварки? Нет: по ГОСТ 2601-84 (п. 40) соединение получается только нагревом металла проходящим током и сжатием под усилием, без этих двух условий сразу точка не образуется, и заменить их нечем.
Электроды и оснастку для машины подбирают в разделах контактной точечной сварки и приспособлений для сварочных работ.
Как ток, время и сжатие складываются в саму точку и чем кузовной аппарат отличается от аккумуляторного, разобрано в статье о том, как держит шов точечной сварки. А при замене наконечника на машине сверяют две вещи: конусность посадки и усилие сжатия.
Комментарии