Точечная контактная сварка – это классический вариант термомеханической стыковки металлических деталей. Эта технология основана на кратковременном разогреве (электричеством) и последующем сдавливании (прессом) зоны контакта двух заготовок. Причем время разогрева измеряется сотыми или десятыми долями секунды, сила сварочного тока – десятками или сотнями тысяч Ампер, а прижимное усилие – сотнями или тысячами килограмм.
В итоге, машина контактной точечной сварки формирует достаточно прочное соединение, расходуя на этот процесс не больше одной секунды. Ну а максимальная частота формирования сварочных «точек» равна 600 соединениям в минуту!
И если вас заинтересовал это способ формирования неразъемного соединения, то мы готовы удовлетворить ваше любопытство, предложим нашим читателям обзор самого процесса и необходимого для его реализации оборудования.
Сфера применения технологии точечной сварки
Точечная стыковка востребована не только в электронике, где ценится быстрота сборочного процесса, а не надежность стыковочного шва. С помощью прочных «точек», соединяющих листовые заготовки, собирают автомобили, океанские лайнеры и даже самолеты. Ну а в строительном деле практикуется контактная точечная сварка арматуры – надежный аналог простой вязки или электродугового «прихватывания» элементов силового каркаса.
Причем толщина листового или круглого металла может колебаться в пределах от десятых и даже сотых частей миллиметра до 2-3 сантиметров. И «сантиметровое» соединение окажется таким же прочным, как «миллиметровый» вариант.
Ведь на качество шва влияет только сила тока, пропускаемая сквозь точку сопряжения двух заготовок и сдавливающее усилие, которое генерируют в процессе разогрева.
К тому же, практикуя контактную сварку, вы можете забыть о таких общеобязательных, для прочих технологий, вещах, как присадочный материал и флюс.
Процесс контактной сварки точечного типа
Процесс «точечной» стыковки выглядит следующим образом:
В самом начале вы сжимаете детали в особых «щипцах», сдавливая стыкуемые элементы электродами сварочного аппарата.
- После того, как в месте «сдавливания» возникнет эффект пластической деформации на «щипцы» транслируется импульс электрического тока высокой силы. В точке контакта образуется жидкое ядро, состоящее из смеси кипящего металла, стекающего с заготовок. Диаметр ядра регулируется силой и продолжительностью течения тока сквозь зону контакта. Оперируя этими параметрами можно регулировать глубину сварочного шва.
- После затухания импульса ядро начинает остывать. И в точке контакта появляется общая зона, объединившая кристаллические решетки двух заготовок.
Причем и во время формирования ядра, и в процессе кристаллизации на электроды транслируют не только электроэнергию, но и прижимное усилие. С помощью этого приема можно не только уплотнить структуру шва, но и предотвратить «выплескивание» жидкого металла из сварочной ванны.
Аппарат контактной точечной сварки: описание конструкции
Аппарат для термомеханической сварки «точечного» типа состоит из трех блоков:
- Сварочного трансформатора – генератора импульса электрического тока.
- Щипцов-электродов – создающих прижимное усилие токопроводов.
- Блока управления – узла, синхронизирующего импульс и прижимное усилие.
Трансформатор сварочного аппарата преобразует бытовой ток (220 Вольт, 5 Ампер) в сварочный вариант (1-15 Вольт, 10-200 кА). Он состоит из бронированного сердечника, многовитковой первичной и дисковой вторичной обмотки.
Электроды для точечной контактной сварки имеют круглую или фигурную форму. Их сортамент определяется по ГОСТ 14111-90 (минимальный диаметр 1 сантиметр, максимальный – 4 сантиметра). Наконечник электрода имеет форму усеченного конуса или сферы.
Блок управления синхронизирует работу трансформатора и гидравлического или пневматического привода, генерирующего прижимное усилие. Причем, какова бы ни была контактная сварка – точечная ручная или точеная автоматическая – продолжительность электромеханического воздействия задает именно это устройство. То есть, используя «ручной» инструмент вы можете не опасаться вероятности «перегрева» шва – в нужный момент блок управления прервет «разогревающий» импульс.
Ну а численное значение плотности тока, продолжительности контакта и прижимной силы определяют согласно режимам сварки и толщине стыкуемых изделий.
Режимы контактной сварки
Установка контактной точечной сварки может функционировать в двух режимах:
- Мягком, для которого характерны умеренное давление и небольшая плотность тока.
- Жестком, который предполагает высокую плотность тока и значительное прижимное усилие.
Выбор конкретного режима зависит от типа конструкционного материала стыкуемых деталей. И первый (мягкий) вариант практикуется в случае стыковки стальных деталей, подвергаемых последующей закалке. В этом случае плотность тока, транслируемого в зону контакта, не превышает 100 Ампер на квадратный миллиметр площади сварочной «точки». Прижимное усилие, соответственно, не превышает 10-15 Н/мм2. Продолжительность процесса такой сварки – максимум 3 секунды
Второй (жесткий) вариант оперирует совершенно иными величинами. Плотность тока в этом случае доходит до 300 ампер на каждый квадратный миллиметр сварочного шва, а прижимное усилие достигает 80 Н/мм2. Но максимальная продолжительность такой сварки составляет всего 1,5 секунды. Область применения жесткого варианта – сварка изделий с высокой теплопроводностью, сварка цветных металлов, сварка легированных сталей.
