- фази процесу
- види обладнання
- Робота на змінному струмі
- Устаткування на конденсаторах
- Де застосовують метод
- Плюси і мінуси технології
- можливі дефекти
- причини дефектів
Одним з методів сплаву є точкова контактне зварювання. Її суть полягає в щільному сполученні в певній точці двох деталей і пропущенні через місце контакту електричного струму.
Апарати точкового контактного зварювання затребувані в багатьох галузях промисловості. Для застосування в побуті їх навчилися робити своїми руками, використовуючи трансформатори або систему конденсаторів.
фази процесу
Можна виділити три фази в процесі точкового зварювання. У першій фазі відбувається стиснення заготовок, яке призводить до пластичної деформації в точці контакту. Для цього апарат контактного зварювання обладнаний спеціальними кліщами або іншими подібними пристроями.
У другій фазі відбувається подача струму в область контакту, що викликає плавлення металу в точці з'єднання і освіту розплавленого ядра. Поки проходить струм, ядро розширюється до максимуму. Стиснення з'єднуються виробів викликає поява щільного пояса навколо рідкого ядра, який перешкоджає розтіканню розплавленого металу.
У третій фазі зварювальний струм вимикається, метал остигає і кристалізується. Для зняття напружень при охолодженні притискне зусилля зберігається ще деякий час.
Вимоги до зварних з'єднань визначає державний стандарт - ГОСТ 15878-79. Про те. Які можна використовувати електроди в апараті контактного точкового зварювання, описано в ГОСТ 14111-90. Роблять їх з міді або легованої хромом, кадмієм, цирконієм бронзи.
види обладнання
При точкового контактного зварювання апарат може видавати струм різного роду і частоти. За цим відмітним ознаками зварювальне обладнання поділяють на чотири класи:
- контактна точкове зварювання на змінному струмі;
- низькочастотна контактне зварювання;
- пристрою конденсаторного типу;
- зварювання постійним струмом.
Існує багатоточкові верстати контактного зварювання для зварювання сіток на виробництві. У таких апаратах одночасно проходить зварювання в декількох точках. Будь-яке обладнання має свої плюси, але найпопулярнішими стали одноточкові пристрої змінного струму.
Робота на змінному струмі
Апарат контактного зварювання, що працює на змінному струмі, являє собою трансформатор, у вторинній обмотці має два електроди. Як матеріал для електродів контактного точкового зварювання застосовується мідь. Між електродами поміщають деталі, які спеціальним пристроєм притискають один до одного.
У первинній обмотці знаходиться тиристорний модуль, через який напругу живлення 220 В або 380 В надходить на обмотку. Подаючи керуючий сигнал на тиристор, можна отримати необхідну тривалість струму для контактного точкового зварювання. Змінюючи кут відкриття тиристора, можна регулювати форму сигналу, який приходить на вторинну обмотку.
У разі застосування декількох первинних обмоток можна отримати набір коефіцієнтів трансформації, комбінуючи їх з'єднання. В результаті у вторинній обмотці виходить кілька рівнів напруги і струму. Це дозволяє апарату контактного точкового зварювання працювати в різних режимах.
Для управління обладнанням є додатковий блок, який має реле, що управляє панель і схему контролера.
Устаткування на конденсаторах
Апарат для точкового контактного зварювання може складатися з блоку заряду конденсаторів, великий батареї ємностей, керуючого блоку і електродів з механізмом притиску заготовок.
Принцип контактного зварювання лежить в первісному досить тривалому накопиченні електричної енергії на обкладинках конденсаторів і миттєвому її викиді при створенні штучного короткого замикання через точку контакту.
Можливість накопичення заряду в ємнісний батареї дозволяє використовувати обладнання меншої потужності в порівнянні з іншими зварювальними апаратами.
Завдяки постійності ємності батареї виходить нормоване виділення енергії на один зварювальний імпульс, що дозволяє отримувати стабільний результат незалежно від зміни напруги та інших характеристик мережі.
Конденсаторная контактне зварювання триває мілісекунди, що призводить до потужного виділенню енергії в маленькій області контакту. Це дозволяє застосовувати її при зварюванні сплавів з високою теплопровідністю типу міді, а також металів з різними тепловими характеристиками.
Конденсаторні апарати контактного точкового зварювання з жорсткою характеристикою, швидким розрядом, широко використовуються в радіоелектроніці та приладобудуванні.
При розрахунку необхідної енергії на зварювання того чи іншого з'єднання можна використовувати формулу:
W = C * U2 / 2,
де С - ємність у Фарада, W - енергія в ватах; U - зарядна напруга в вольтах. Включаючи в контур заряду активне змінний опір, можна регулювати величину зарядного струму, час заряду і споживану потужність.
Де застосовують метод
Особливістю точкового контактного зварювання є короткий вплив на сполучаються вироби (від одиниць мілісекунд до декількох секунд), зварювальний струм в кілька тисяч ампер і напруга величиною від 1 до 2-3 вольт. При цьому необхідно зусилля в точці зварювання від десятків до сотень кілограм. Маленька площа контакту призводить до малої області розплавлення металу.
Завдяки цим особливостям точкове зварювання використовують при зварюванні металів товщиною від одиниць мікрон до 20-30 мм. Ці можливості забезпечили її застосування в радіоелектроніці, виробництві приладів, авіаційної та автомобільної промисловості, будівництві та багатьох інших галузях.
Неможливо уявити авторемонтні майстерні без зварювальних апаратів точкового контактного зварювання. При усуненні вм'ятин вони незамінні. Всі автомобілі і літаки створені з використанням контактного зварювання. Практично всі літієві батареї в ноутбуках з'єднані за допомогою односторонньої контактної точкової зварювання .
Плюси і мінуси технології
Широке поширення технологія отримала через простоти і зручності використання зварювального устаткування, високої продуктивності. Апарат може забезпечити кілька сотень зварювання в хвилину при малих витратах електроенергії, при цьому не виділяє ніяких шкідливих речовин в атмосферу.
Технологія легко піддається автоматизації. Для зварювання не потрібно зварювального дроту, присадок і флюсів. З'єднання виходить міцним і без залишкових деформацій.
Єдиний недолік полягає в негерметичному з'єднанні виробів. Апарат працює переривчасто, виробляючи з'єднання в окремих точках, тому про герметичності мова не йде.
можливі дефекти
При точковому зварюванні міцність з'єднання така, що руйнування виникають в основному металі, так як зварні точки мають велику товщину. Тривалість зварювання і притискне зусилля мають вирішальне значення. Якщо неправильно їх розрахувати, то апарат буде варити з дефектами.
Є три основних види дефектів:
- відхилення литий зони від оптимуму, її зміщення від точки контакту;
- неповний проварена в точці контакту:
- зміна фізико-хімічних властивостей металу в точці зварювання.
Найнебезпечнішим є відсутність литий області. Відбувається теплове склеювання, при якому з'єднання витримує незначні навантаження. При змінних навантаженнях і температурних перепадах відбувається розрив з'єднання.
Міцність порушується при сильному тиску електродів апарату контактного зварювання, що викликає вм'ятини. Також послаблюється міцність при виплеск металу.
причини дефектів
Непровар часто обумовлений малим струмом або зношеністю контактної площадки електродів. Маленький ток може бути пов'язаний із занадто малим проміжком між зварними точками, що викликає сильне шунтування. Шлюб визначається візуальним оглядом та використанням спеціального обладнання.
Зовнішні тріщини з'являються від занадто великого імпульсного струму апарату, слабкого стиснення, забруднення зварювальної області, що змінює параметри зварювального кола. Вада виявляється візуальним оглядом при використанні лупи.
При глибоких вм'ятини від електрода необхідно розібратися з його контактної частиною. Можливо, причина в дуже малому радіусі кривизни контактної площадки і занадто великій притискному зусиллі. Дефект визначається візуально.
Причиною того, що при внутрішньому виплеск метал випливає в область між заготовками, може бути перевищення зварювального струму апарату, часу зварювання і недолік стиснення. Вада визначається спеціальними приладами, може зафіксуватися і візуально через нещільного з'єднання деталей.
Зовнішній виплеск відбувається при перевищенні тривалості і сили струму, малому притиску і перекосі електродів. Це можна помітити неозброєним оком.
Внутрішні тріщини виникають від комбінації причин типу надмірний струм, тривалість впливу, забруднена поверхня недостатнє стиснення і відсутність поковочного впливу в процесі кристалізації. Вади виявляють спеціальною апаратурою.
Зсув ядра виникає через неправильну установку електродів апарату контактного зварювання і їх забруднення. Причиною прожога є недостатній притиск з'єднуються виробів, їх забруднення.
Усунення вад проводиться повторенням процесу зварювання. Якщо не можна зварювати, наприклад, неприпустимий повторне нагрівання вироби, то дефектну область краще висвердлити і поставити заклепку.
