- 1 Точкове зварювання - технологія швидкого з'єднання матеріалів
- 2 Особливості роботи апаратів точкового зварювання
- 3 Види обладнання для проведення точкового зварювання
- 4 Пристрої точкового зварювання конденсаторного типу
- 5 Саморобна точкове зварювання - основні принципи конструювання
Апарат точкового зварювання дозволяє виробляти з'єднання матеріалів різної товщини, навіть дуже тонких. Одержуваний при цьому шов акуратний, міцний, а його якість мало залежить від професіоналізму виконавця.
1 Точкове зварювання - технологія швидкого з'єднання матеріалів
Точкове зварювання є різновидом контактного способу зварювання. Ця технологія забезпечує з'єднання деталей в одній або декількох точках, в яких відбувається нагрівання матеріалу до температури плавлення пропускається струмом з одночасним додатком стискає зусилля. Після припинення подачі зварювального напруги і охолодження зони розігріву знімають вплив стисненням на місце з'єднання.
пропонуємо Вам ознайомитися
В основі технології контактного зварювання лежить тепловий вплив на метал протікає по ньому електричного струму. Кількість виділеного при цьому тепла визначається за законом Джоуля-Ленца і залежить від електричної провідності матеріалу (чим вона менша, тим більше нагрів). При точковому з'єднанні напруга подається по двох електродів, між якими знаходяться деталі, що зварюються. Електроди виготовляють з матеріалів з високою електропровідністю, щоб забезпечити найменший опір в місці їх контакту з сполучаються виробами.
У той же час, область дотику деталей має низьку електричну провідність (великим опором). Тому що проходить через електроди і деталі струм виробляє швидкий високотемпературний нагрів саме місця з'єднання виробів. Плавлення матеріалу в цій галузі призводить до утворення литих ядер зварювальних точок. Їх діаметр зазвичай варіюється в межах 4-12 мм. Міцність з'єднання залежить як від розмірів, так і структури цих точок, що визначаються силою і часом протікання зварювального струму, властивостями електродів і поверхонь деталей, зусиллям стиснення.
2 Особливості роботи апаратів точкового зварювання
Залежно від умов з'єднання деталей і потужності апарату процес точкового зварювання характеризується:
- малим часом протікання - від 0,01 до декількох секунд;
- низькою напругою, що подається в зварювальну ланцюг - зазвичай 2-3 В, може бути 1-10 В;
- великими величинами зварювального струму - як правило від 1000 А і більше;
- значним стискає зусиллям, докладеним до місця зварювання - від десятків до сотень кілограм;
- малою зоною розплавлення.
Розрізняють два режими зварювання:
- м'який;
- жорсткий.
Перший характеризується плавним нагріванням виробів при більшій, ніж під час жорсткого режиму, тривалості зварювання і менших значеннях струму, що протікає. Тривалість подачі зварювального імпульсу зазвичай становить 0,5-3 секунди. Цей режим застосовують для деталей із сталевих сплавів, схильних до загартування. Крім цього, в основному саме його використовують для з'єднання виробів в домашніх умовах, тому що в цьому випадку зварювальний апарат точкового зварювання може мати потужність нижчу, ніж при жорсткому режимі. Переваги м'яких процесів в порівнянні з жорсткими:
- менші потужність споживання і навантаження на мережу;
- менш потужні, а завдяки цьому і більш дешеві апарати, необхідні для з'єднання виробів;
- зменшення гарту галузі зварювання.
Жорсткий режим в порівнянні з м'яким характеризується меншою тривалістю (зазвичай 0,08-1,5 с), більш високими величинами сили струму і стискає зусилля електродів. В основному його використовують для зварювання сплавів з міді, алюмінію і з високою теплопровідністю, високолегованих сталей (Дозволяє зберегти їх корозійну стійкість), а також деталей з різнорідних матеріалів і нерівній товщини. Перевагами жорстких режимів є зменшення часу та підвищення продуктивності зварювання. До недоліків відносять:
- підвищену споживану потужність;
- високі навантаження на мережу;
- зварювальні машини великої потужності.
Точкове зварювання отримала найбільше застосування для з'єднання внахлест, причому зазвичай листових матеріалів, рідше використовується при роботах з стрижневими деталями.
Діапазон товщини виробів, що зварюються нею, варіюється від 0,02 мкм для найтонших деталей електронних приладів до 20 мм у листів металоконструкцій в судо-, автомобіле-, літако-, машинобудуванні та інших промислових галузях. Її перевагами є:
- висока економічність;
- відсутність необхідності в витратних матеріалах (присадних, електродах, флюсах і інших);
- механічна міцність і надійність точкових швів;
- простота і зручність експлуатації зварювального устаткування;
- мінімальні залишкові деформації;
- акуратність з'єднання;
- висока продуктивність і можливість автоматизації робіт (машина точкового зварювання в складі автоматизованої лінії здатна виконувати до 600 точкових швів в хвилину).
Істотний недолік - неможливість отримання герметичного зварювального шва.
3 Види обладнання для проведення точкового зварювання
Існуючі апарати в основному розрізняються родом подається зварювального струму і формою його імпульсу, вироблених їх електричними силовими контурами. Виходячи з цих параметрів все обладнання поділяють на нижченаведені види:
- апарати для зварювання змінним струмом;
- машини низькочастотної зварювання;
- пристрою конденсаторного типу;
- апарати для зварювання постійним струмом.
Всім типам обладнання властиві свої переваги і деякі недоліки в технічному, технологічному і економічному аспектах.
Апарат точкового зварювання змінним струмом набув найбільшого поширення. За допомогою цих машин зварювання здійснюється при робочій напрузі, яке формується з напруги живлення електромережі (220 / 380В) за допомогою зварювального трансформатора. Первинна обмотка трансформатора підключається до мережі за допомогою тиристорного модуля, який також забезпечує тривалість подачі електроживлення, необхідну для формування потрібного зварювального імпульсу. Модуль дозволяє не тільки задавати тривалість часу роботи зварювання, а й управляти формою подається токового імпульсу за рахунок регулювання процесу відкриття тиристорів.
Вторинна обмотка, яка через електроди під'єднується до деталей, може бути складовою, виконаної з декількох обмоток. Виробляючи їх підключення один з одним в різному поєднанні, можна змінювати коефіцієнт трансформації, тим самим отримуючи на робочому виході апарату різні значення зварювального струму і напруги. Крім тиристорного модуля і силового трансформатора обладнання для точкового зварювання змінним струмом оснащено комплектом допоміжних пристроїв - панель управління, джерело живлення схеми управління, логічні контролери, реле та інше.
Машини низькочастотної зварювання і постійним струмом по конструкції і принципу роботи аналогічні апаратам змінного струму. Пристрої для зварювання постійним струмом оснащені перетворювачем змінної напруги в постійне.
4 Пристрої точкового зварювання конденсаторного типу
У пристроях конденсаторного типу електрична енергія спочатку відносно повільно акумулюється в конденсаторі, коли здійснюється процес його зарядки, після чого відбувається дуже швидке її витрачання, що супроводжується генеруванням зварювального імпульсу з силою струму великої величини. Такий принцип роботи дозволяє проводити зварювання, споживаючи меншу, ніж при використанні звичайних апаратів, мережеву потужність. Це є основною перевагою даного виду обладнання.
У конденсаторного зварювання є й інші переваги:
- Витрата енергії на кожне зварне з'єднання контролюється і постійний (завжди дорівнює величині, накопиченої в конденсаторі), що забезпечує стабільну якість результату.
- Зварювання проводиться за дуже малий проміжок часу (тисячні або соті частки секунди) - забезпечується концентроване тепловиділення і мінімізується область термічного впливу. Це дозволяє застосовувати конденсаторну зварювання для з'єднання металів з високою тепло- і електропровідністю (срібла, алюмінієвих і мідних сплавів , Інших), а також матеріалів, у яких теплофізичні властивості різко відрізняються.
Жорстка конденсаторная точкова мікрозварювання застосовується в радіоелектронної промисловості.
5 Саморобна точкове зварювання - основні принципи конструювання
При складанні найпростіших пристроїв контактної зварювання, призначених для домашнього використання, немає гострої необхідності проводити точні розрахунки всіх параметрів. Зразкові значення зварювального струму, діаметру електродів, зусилля стиснення і часу зварювання можна взяти з відповідних таблиць. При цьому слід розуміти, що табличні дані є трохи завищеними (іноді заниженими, якщо мова йде про час зварювання) щодо тих, які цілком підійдуть для саморобних апаратів, так як в домашніх умовах найбільш затребувані м'які режими роботи.
Прекрасна саморобна точкове зварювання може вийти з мікрохвильовки, інвертора, старенького ЛАТР. У всіх цих пристроях стоять потужні трансформатори - основа зібраного обладнання. Переробки зажадає вторинна обмотка, а первинна буде використовуватися в якості мережевої. Електроди повинні бути з міді, діаметром в 2-3 рази більше товщини більш тонкої деталі, що зварюється. Для з'єднання всіх елементів апарату необхідно використовувати товстий багатожильний мідний провід в ізоляції. Незалежно від обраної схеми пристрою точкового зварювання найзручніше вимикач для нього виконати у вигляді педалі. Провід, що підводяться від реконструйованого трансформатора до електродів, роблять якомога більш короткими.
