Знайомство з принципами точкового зварювання.

Точкове зварювання – досить поширений і затребуваний метод з'єднання металу, є різновидом контактного зварювання. У цій статті ми розглянемо принцип дії точкового зварювання, різновиди машин для точкового зварювання, їх особливості, а також сам процес точкового зварювання і техніку безпеки при веденні точкового зварювання.

Що таке точкове зварювання?

При точкової зварюванні металів зварювані деталі приварюються один до одного в одній або декількох точках – звідси і назва. Міцність з'єднання залежить від структури і розмірів точки, які, в свою чергу, визначаються властивостями електродів, зварювального струму, часу протікання струму через деталі, зусилля стиснення і самих поверхонь з'єднуваних деталей.

Зварювання має високу ступінь травматизму, тому дотримуйте техніку безпеки

Крапкове контактне зварювання – досить перспективний метод з'єднання металу. Він відрізняється високою продуктивністю і широкою сферою застосування – від з'єднання тонких деталей електронних приладів до різноманітних конструкцій зі сталевих листів товщиною до 20 міліметрів для автомобілебудування, літакобудування, суднобудування, машинобудування та інших галузей промисловості. Також метод контактного зварювання використовується для прокладання нафтопроводів і газопроводів.

За рахунок легкої автоматизації процесу контактне точкове зварювання широко застосовується на різних виробництвах, при масовому серійному виробництві будь-яких виробів. Тут варто відзначити те, що міцність одержуваних контактної зварюванням з'єднань мало залежить від кваліфікації зварювання і знаходиться на високому рівні.

Принцип дії точкового зварювання

Як вже говорилося вище, точкове зварювання – різновид контактного. При цьому зварне з'єднання утворюється за допомогою нагрівання металу з допомогою пропускається через нього струму і пластичної деформації зварної зони під дією стискаючих зусиль.

В основі контактної зварювальної технології лежить розігрів металу під впливом електрики за законом Джоуля-Ленца. При зварюванні струм йде між електродами, проходячи при цьому через метал зварюваних деталей. При цьому електроди виготовляють з матеріалів з хорошою електропровідністю, щоб опір контакту деталі і електрода було найменшим.

За рахунок найбільшого опору контакту деталей між собою найбільший нагрів відбувається саме там. При цьому нагрівання і плавлення металу призводить до появи литих ядер зварних точок. Як правило, їх діаметр становить 4-12 міліметрів.

Різновиди та апарати точкового зварювання

Методи точкового з'єднання металу можна розділити на дві групи: м'які і жорсткі.

М'які режими відрізняються плавним нагріванням деталей з допомогою помірного струму (щільність струму на поверхні електродів зазвичай не перевищує ста ампер на квадратний міліметр). Розігрівання відбувається за 0.5-3 секунди. Такі режими характеризуються меншою споживаною потужністю (якщо їх порівнювати з жорсткими режимами), меншими навантаженнями на електромережу, меншими вимогами до потужності і ціною зварювальних машин, меншою загартуванням зварювальної зони. Такі режими часто використовуються для зварювання схильних до гартування сталей.

Жорсткі режими відрізняються меншою тривалістю процесу, більш сильними струмами і тиском при стиску деталей. Щільність струму досягає трьохсот ампер на квадратний міліметр при зварюванні стали. Час розігріву триває від 0.1 до 1.5 секунд. Тиск електродів зазвичай становить від 3 до 8 кілограм на квадратний міліметр. Недоліками таких режимів є підвищені вимоги до потужності апаратів контактної точкової зварювання, великі навантаження на мережу. Переваги – менший час процесу і велика продуктивність. Жорсткі режими контактного зварювання часто використовують для зварювання сплавів міді і алюмінію, деталей з високою теплопровідністю, нерівної товщини, а також для зварювання високолегованих сталей, так як такі режими зберігають їх корозійну стійкість.

Точкове зварювання не тільки надійна, але і виглядає естетично

Час докладання зусиль стиснення і подачі зварювального струму визначаються заданою циклограммой процесу з'єднання металу.

Таким чином, апарати точкового зварювання розділяються по потужності. Існує досить велика кількість моделей машин для цього не складного, але в теж час серйозного процесу — від потужних верстатів з високою продуктивністю до ручних переносних апаратів.

Переваги точкового зварювання

Цей процес з'єднання металу має масу переваг. До переваг методу з'єднання різних металів слід віднести:

• Можливість зварювання тонких і дуже тонких деталей з металів різної природи (в тому числі і дорогих або легкоплавких сплавів). У багатьох випадках така можливість буває вельми корисною, а апарат точкового зварювання – незамінною машиною.
• Хороші характеристики зварювального з'єднання, а також гарний зовнішній вигляд сполук. З'єднання, отримані контактної зварюванням, не схильні до старіння, структура металу в зоні зварювання практично не змінюється, за винятком деякого збільшення розміру зерен.
• Високу продуктивність контактної точкової зварювання. Існують машини контактного точкового зварювання, що дозволяють виконувати до восьмисот зварювальних точок в хвилину.
• Можливість повної автоматизації процесу точкового зварювання. Все більшого поширення набувають автоматизовані машини контактного зварювання, зварювальні роботи і т. д. Це дозволяє істотно скоротити витрати праці, знизити собівартість устаткування і підвищити продуктивність роботи.
• Економічне витрачання електродів, електричної енергії та інших матеріалів. Собівартість зварних точок також досить низька – хоча апарат точкового зварювання коштує досить дорого, за рахунок економного витрачання матеріалів, високої продуктивності апарату і тривалого терміну служби собівартість цього безперечно не заменимого обладнання виходить низькою.
• Низькі вимоги до кваліфікації персоналу – для того, щоб використовувати апарат точкового контактного зварювання, зовсім не обов'язково бути висококваліфікованим спеціалістом.

Техніка безпеки при точкової зварюванні

Як і будь-зварювальний процес, цей метод теж вимагає беззаперечного дотримання певних заходів безпеки.

Засоби захисту

Основная угроза при работе со сварочным оборудованием – поражение электрическим током и высокой температурой. Для предотвращения поражения электрическим током необходимо соблюдать такие меры безопасности, как заземление тех частей оборудования, которые должны быть заземлены, проверка исправности оборудования перед работой, использование средств защиты. Управляющие элементы аппарата для точечного соединения металлических деталей не должны быть под высоким напряжением. Все провода должны иметь достаточное сечение.

При контактной точечной сварке выделяются брызги и пары металла. Для предотвращения ожогов брызгами металла сварщик должен использовать рукавицы, спецодежду и очки с прозрачными стеклами либо головной щиток. Пары металла могут быть вредны для здоровья, поэтому необходимо использовать вентиляцию, а при необходимости – средства защиты органов дыхания.

Части аппарата для соединения металла, должны быть хорошо зачищены

Меры безопасности

Все блокировочные устройства и устройства быстрого отключения аппарата точечной сварки должны быть исправны, находиться на виду, к ним должен быть легкий доступ.

При проведении таких технических работ, как зачистка или смена электродов, нужно соблюдать меры, исключающие возможность смещения электрода и травмирования рук. При работе аппарата точечной сварки пространство зажимных механизмов нужно закрывать щитком, а при работе на мощных машинах – огораживать ширмами.

Должна быть исключена возможность травмирования сварщика движущимися частями аппарата точечной сварки.

Заключение

Ми розглянули технологію контактної точкової зварювання, виявили основні її переваги, принцип дії, розглянули апарати точкового зварювання та техніку безпеки при виконанні всього процесу.