Точечная сварка – что это такое, виды оборудования, плюсы и минусы, технология, ошибки

Для прочного соединения металлических элементов электротехнических устройств и других тонкостенных деталей требуется надежный способ. Однако чтобы не допустить прожига и деформации конструкции, применяется специальная точечная сварка. Разберем, что собой представляет данный способ, какие разновидности оборудования для этого используются, какие плюсы и минусы имеет технология и где применяется, в чем ее главные особенности и какие вероятные ошибки можно допустить.

Точечная сварка – что это такое, устройство аппарата, виды оборудования

Соединение деталей не по всей площади контакта, а только в отдельных местах называется точечной сваркой. Технология применима преимущественно для тонкостенных деталей, достигающих в толщину не более 2 мм.

Суть метода сводится к созданию мощного электрического импульса между 2-мя расположенными друг против друга электродами по разные стороны сжатых заготовок. В результате возникает локальный разогрев, расплавление и последующее застывание вещества заготовок с образованием единой структуры.

Сварной процесс обладает следующими параметрами:

1. Время действия электродуги – 0,2-3 сек.
2. Плотность тока – 100-300 А/мм².
3. Величина рабочего напряжения – 1-10 вольт.
4. Сжатие в сварной точке – 10-100 кг и больше.

Применяется метод в первую очередь для заготовок, соединяемых внахлест. При этом поперечник сварного пятна достигает от 2-3 мм до 2 см.

Устройство сварочного аппарата

Агрегат для точной сварки состоит из следующих рабочих узлов:

• Индукционного трансформатора, производящего мощный разряд при небольшом напряжении.
• Зажимной конструкции. Состоит она из пары электродов, закрепленных на противоположенных рычагах, и прижимного устройства.

От параметров прижимного узла во многом зависит и качество соединения, и скорость сварного процесса. Механизмы бывают нескольких типов:

1. Механические. Работают от пружины, приводятся в действие физической силой. Устанавливаются на бытовых моделях. Недостаток – низкая производительность.
2. Пневматические. Функционируют под действием сжатого воздуха. Устанавливаются, как правило, на переносных моделях. Минус – неизменность величины давления в ходе варки, малая скорость.
3. Гидравлические. Характеризуется доступностью настроек. Однако применяется крайне редко, к тому же, не обладает достаточной производительностью.
4. Электромагнитные. Отличаются быстродействием. Ими оснащается большинство современных моделей. Плюс – возможность перенастройки сжатия в ходе сварки.

На заметку! Качество результата во многом зависит от сохранности изначального острия электродов. Так как со временем они тупятся, что приводит к увеличению площади контакта и ухудшению теплового воздействия.

Виды оборудования

Ввиду того, что технология точечного соединения широко распространена и применяется в самых разных случаях, сварочные аппараты различаются по целому ряду признаков:

• Возможности транспортировки – стационарные, мобильные, подвесные.
• Автоматизации процесса – автоматические и ручные.
• Пространственному размещению электродов – параллельные и противоположные.

Также оборудование различается по мощности потребления и характеристикам тока.

В бытовых условиях чаще всего применяется споттер – компактная переносная модель. Характерные особенности изделия – отсутствие специальных зажимных клещей. При этом с его помощью можно сварить сталь, медь, нержавейку и другие сплавы.

Плюсы и минусы, применение

Применение точечного метода сварного соединения характеризуется следующими преимуществами:

• Технология выполняется без расходных материалов – сжигаемых электродов, присадочной проволоки и флюса.

• Соединение образуется достаточно прочным и равномерным.
• Принцип работы точечной сварки настолько прост, что применять метод может даже начинающий без опыта.
• Отсутствие существенной деформации заготовок – незначительные искажения наблюдаются только в местах контакта.
• В процессе варки не образуется отходов, вредных веществ и газов.
• Высокая эффективность и производительность.
• Возможность автоматизации процесса.
• Применимость для различных материалов.

При этом, как и любой другой метод контактной сварки, данная технология не лишена некоторых недостатков:

• Невозможность точной диагностики образованного соединения.
• Сложность создания прочного стыка между заготовками из разных сплавов.
• Разбрызгивание металла при подаче чрезмерного электрического импульса.
• Высокие требования к подготовке поверхности перед сваркой.
• Сложность схемы при одновременном скреплении в нескольких местах.
• Необходимость грамотной настройки оборудования.

Особенности сварного соединения точечным способом позволяют применять технологию на следующих производствах:

1. Сборка кузовных и корпусных конструкций в машиностроении.
2. Формирование компактных конструкций в приборостроении.
3. Соединение элементов микросхем.
4. Изготовление ювелирных изделий.
5. Выпуск товаров массового потребления.

В быту технология пригодится в изготовлении и починке различных устройств, а также авторемонте.

Совет! При выборе электродов нужно учесть тип острия – плоский или сферический. Характеризуются они, соответственно, диаметром и радиусом. От их величины зависит площадь контакта, плотность тока и сила сдавливания.

Технология

Соединение заготовок посредством точечного сварного метода происходит в несколько стадий:

• Предварительная очистка поверхностей заготовок от краски, ржавчины, а также подгонка и выравнивание для плотного соприкосновения заготовок.
• Установка деталей в клещи и сжатие до минимального прогиба – чтобы обеспечить максимальный контакт в месте стыка.
• Подача разряда на электроды для нагрева структуры металла, расплавления и последующего формирования сварного ядра.

• Ослабление сжатия – для предотвращения выхода расплавленного вещества. Процедура возможна только на автоматизированных моделях, у агрегатов с ручным управлением данный этап отсутствует.
• Отключение подачи тока. Время воздействия зависит, прежде всего, от толщины и типа сплава заготовок. Определяется визуально – как только рабочая область начинает приобретать красный оттенок, подача прекращается.
• Максимальное сжатие деталей – с целью лучшего формирования ядра в период остывания и снятия напряжения в качестве профилактики деформации.
• Снятие готовой конструкции с аппарата.

Разбрызгивание расплавленного вещества заготовок удается избежать именно благодаря оптимальному сжатию в момент подачи тока.

Ошибки и их причины

Иногда при нарушении правил технологии могут возникать дефекты следующего характера:

• Прожог. Ошибку допускают практически все начинающие мастера при любой технологии сварки. В данном варианте деталь прожигается из-за чрезмерной силы тока, избыточного сжатия и недостаточной очистки поверхности.

• Выплеск внутри. Дефект проявляется в виде зазора между заготовками по причине выхода расплавленного вещества за пределы ядра. Происходит это из-за слишком длительного воздействия или неоправданно большой силе тока. При хорошем сжатии щели между деталями может не возникнуть, зато толщина в точке стыка уменьшится.
• Выплеск снаружи. В этом случае расплавленная масса выходит с внешней стороны заготовок. Дефект образуется, когда детали недостаточно сильно сжаты.

• Непровар. Может быть как полным, так и частичным. На первых порах соединение кажется крепким, но когда настанет испытания изделия под нагрузкой, оно тут же распадется. Происходит это по причинам – изначально слабого сжатия, некачественных электродов или недостаточной силы тока импульса.
• Снижение площади соединения. Проявляется в том, что вместо одной стандартной точки образуется несколько малых точек соприкосновения. Основанием этому служит недостаточный по продолжительности импульс или неплотное прилегание заготовок.
• Трещины и деформации. Формируются, когда отсутствует сжатие, а также точки контакта находятся близко к краю или поверхность не была подготовлена.
• Сдвиг ядра. Происходит из-за изначально неправильного расположения электродов.
• Вмятины от контакта электрода. Причина в неправильном подборе параметров – соотношения диаметра контактной поверхности электрода и степени сжатия.

Рекомендация! Исправить обнаруженные дефекты можно несколькими путями – повторной сваркой, высверливанием и применением полуавтомата, зачисткой поверхности от выбросов, ковкой еще не остывшей точки и монтажом заклепки.

Коротко о главном

Точечный метод соединяет детали толщиной не более 2 мм в отдельных местах, а не по всей площади контакта. Выполняется это с помощью 2-х расположенных по разные стороны предварительно сжатых заготовок электродов.

Для варки применяется трансформатор, генерирующий мощный токовый импульс при небольшой величине напряжения. При этом для сжатия заготовок применяются специальные зажимы. Применяемое оборудование классифицируется по возможности транспортировки, степени автоматизации и положению электродов.

Главные плюсы метода – отсутствие расходников, прочность соединения, простота технологии, высокая производительность и универсальность. Минусы – сложность настройки и диагностики, необходимость подготовки поверхности деталей.

Технология включает несколько этапов:

• Подготовка.
• Установка деталей.
• Подача импульса.
• Отключение тока.
• Выдержка.

При несоблюдении технологических правил в результате может возникнуть ряд дефектов.