Точечная сварка – рекомендации по её наилучшему применению…

Точечная сварка представляет собой особенно распространенный вид контактной сварки: около 50% всех сварных конструкций сделано именно по этому методу. Она широко используется в машино- и самолетостроении, что объясняется простотой способа, а также универсальностью его применения. Впрочем, есть некоторые тонкости, которые необходимо знать, для того чтобы повысить эффективность работы и качество соединяемых деталей. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Приоритетные методы выполнения SPOT-сварки

Ни одна автомастерская не может обойтись без применения спот - сварки, к примеру, при ремонте кузовов автомобилей. «Прихватить» детали таким образом - дело всего нескольких минут. Это весьма удобно при соединении металлических листов, а также корпусных деталей. Диапазон суммарной толщины свариваемых элементов при этом колеблется от 0,1 до 6 мм, впрочем, существуют индустриальные агрегаты, на которых становится возможным - сваривать листы стали толщиной до 20 мм.

Есть несколько распространенных методов точечной сварки, которые в основном отличаются подведением тока к поверхности деталей. Рассмотрим на строго  определенных примерах.

Пример №1: необходимо объединить две заготовки. Никаких препятствий нет, именно поэтому, в таком случае лучше применять знаменитый двусторонний способ точечной сварки: детали зажимаются между электродами с приложением определенного усилия, и ток подводится одновременно с 2-х сторон.

Этот метод больше всего подходит для сварки маленьких элементов конструкций, открытых соединений, а также узлов с отбортовкой. Его главным достоинством является высокое качество получаемого в результате работы соединения, поскольку двусторонний зажим заготовок позволяет обеспечить усилие, нужное для создания прочной сварной точки. Недочет же заключается в том, что длина щипцов, которыми зажимаются свариваемые листы, ограничена. Т.е. если необходимо сваривать большие узлы, данный способ не подойдет.

Пример № 2: детали, которые необходимо закрепить, входят в состав закрытого узла, следовательно, нет возможности расположить электроды с 2-х сторон. В этом случае советуем воспользоваться способом односторонней точечной сварки.

Его можно применять для соединений элементов фактически любых размеров (ограничение лишь по толщине), поскольку нет зависимости от длины щипцов - электроды прикладываются к одной поверхности. В процессе сварочный ток распределяется между двумя деталями, а нагрев происходит от части тока, протекающего через нижнюю деталь. Для совершенствования качества сварной точки можно применять особую медную прокладку, которая устанавливается там, где будут располагаться электроды. Она содействует повышению параметров протекающего через деталь тока, именно поэтому, место сварки получается более высокопрочным.

В этом случае помните, что при работе с деталями различной толщины (разница больше чем в 3 раза) ток необходимо подавать к более массивной (толстостенной) заготовке. Избегайте слишком близкого расположения электродов, поскольку в этом случае существует вероятность наружного выплеска расплавленного металла.

Достоинства применения данного способа:

- повышенная эффективность,
- низкое энергопотребление (площадь сварочного контура машины маленькая),
- снижение деформации деталей из-за симметричности процесса приварки заготовок.

Недостатком же является то, что не всегда можно обеспечить нужное усилие зажима, именно поэтому, качество такой сварки уступает двухсторонней.

Режимы точечной сварки

SPOT-агрегаты способны функционировать в 2-х режимах: в «жестком» и «мягком». Первый отличается большим значением сварочного тока, а также малым периодом его пропускания, второй же, напротив, небольшим значением тока и продолжительным временем работы.

Основные параметры работы:

- усилие сжатия не только создает контакт между деталями, но и деформирует их для предотвращения выплеска расплавленного металла в зазор между заготовками. В первую очередь оно зависит от толщины свариваемых деталей и свойств металла, из которого они изготовлены.

- сила тока также определяется суммарной толщиной деталей, а также их химическим составом.

- время сварки - от него зависит размер сварного ядра в точке контакта.

- диаметр рабочей части электрода (то есть той части, которая непосредственно контактирует с деталями).

Помните! Даже малейшее отклонение от рекомендуемой величины хотя бы одного из параметров отрицательно отразится на качестве сварки.

Значение всех вышеперечисленных параметров зависит от толщины и материала свариваемых деталей. Рассмотрим режимы на примере деталей из низкоуглеродистой стали, поскольку она является особенно распространенным материалом для изготовления металлопроката (листов, швеллеров, труб, уголков и т.д.) и крепежных изделий, а также широко используется в строительстве, при возведении самых различных металлоконструкций.

К примеру, для заготовок общей толщиной не больше 5 мм рекомендуется цикл с одним импульсом тока и непрерывным усилием сжатия. В том случае, если значение толщины превышает 5 мм, то потребуется несколько импульсов.

В таблице приведены значения основных параметров работы при точечной сварке низкоуглеродистой стали:

Возможные сложности

Однако, качество сварного соединения зависит не только от применяемого способа, но и от материала, из которого исполнена заготовка.

На производствах и заводах, где чаще всего приходится иметь дело с деталями, изготовленными из сплавов с высокой теплопроводностью (таких как медь, алюминий и т. д.), необходимо учитывать некоторые нюансы, позволяющие получить добротную сварную точку. Необходимо помнить, что элементы из сходственного материала весьма стремительно отводят вложенное тепло, и для их скрепления необходимо подавать ток с очень высокой плотностью, достигающей 120-300 А/кв.мм.

Другой трудностью является прилипание частичек алюминия к электродам, а также частиц меди, из которой традиционно изготовлены электроды, к алюминию в процессе работы. Для того чтобы уменьшить количество таких случаев, нужно весьма скрупулезно очищать поверхности, как заготовок, так и электродов. Учтите также, что из-за более низкого электрического сопротивления точечная сварка алюминиевых сплавов производится значительно проще, нежели чистого алюминия.

Для приобретения высококачественного результата работы с такими деталями необходимо определенное значение сварного тока, а также время сварки. В случае отклонения от требуемого значения соединение будет ненадежным и быстро «разорвется». Например, несоблюдение рекомендуемого времени сварки либо усилия сжатия электродов приведет к появлению непрочной сварной точки

Ниже приведена таблица с соотношением параметров режима точечной сварки, нужных для получения прочного сварного соединения деталей из алюминиевых сплавов:

Как определить качество сварного соединения

На каждом производстве непременно должна производиться проверка качества сварного соединения. Традиционно для этого берут несколько образцов и разрушают их.

В том случае, если сварка была проведена хорошо, то на одной детали будет глубокий кратер, а на второй останется само ядро сварной точки. Если этого не отслеживается, то это и есть непровар, и в этом случае необходимо увеличить усилие сжатия либо же время сварки.

Основным объективным показателем, свидетельствующем о качестве соединения, является размер ядра сварной точки (площади пятнышка контакта). Для любого материала будет справедливо, что диаметр ядра должен равняться трем толщинам (S) более тонкой детали, при этом возможный разброс составляет 20%-80% S. В том случае, если диаметр полученного ядра менее указанного диапазона, то это свидетельствует о неудовлетворительном проваре, а если больший - то о выплеске расплавленного металла.