Точечная сварка
Основной типа сварного соединения, получаемого при точечной сварке - нахлёсточное (рис. 1).
Рис. 1. Схема нахлесточных соединений боковины кузова легкового автомобиля
Свариваемые детали 1 (рис. 2) собираются внахлест и зажимаются с усилием FCB между электродами 2 проводящими ток силой несколько десятков кА к месту сварки от источника электроэнергии 3 невысокого напряжения (около 3-8 В). Детали нагреваются импульсом тока продолжительностью 0,01–0,5 с до появления расплавленного металла в зоне контакта 4. Нагрев происходит с пластической деформацией металла и образованием уплотняющего пояска 5, который предохраняет жидкий металл от всплеска и взаимодействия с воздухом.
Теплота, используемая при сварке, выделяется при прохождении тока непосредственно в деталях, контактах между ними и контактах деталей с электродами и зависит от сопротивления между электродами. Сопротивление самих электродов должны быть небольшими, поскольку выделяющаяся в них теплота не участвует в процессе сварки. Сечение электродов должно быть относительно большим, а материал электродов — обладать хорошей электропроводностью и теплопроводностью. Электроды для точечной сварки изготавливаются главным образом из меди и её сплавов.
Рис. 2. Схема точечной сварки
а — без увеличения давления; б — с увеличением давления при проковке; 1 — сжатие деталей; 2 — включение тока; 3 — проковка; 4 — снятие давления с электродов
Рис. 3. Стадии цикла и циклограммы точечной сварки
Перед процессом сварки контактные поверхности деталей зачищаются металлической щеткой, пескоструйной обработкой или травлением и обезжиривают растворителями. Это необходимо для обеспечения стабильного процесса сварки, который зависит от постоянства контактного сопротивления.
Точечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам может быть двусторонней (рисунок 3) и односторонней (рисунок 4). При односторонней сварке ток течет через верхний 3 и нижний 4 листы, но нагрев места контакта происходит только за счет тока, протекающего через нижний лист. Для увеличения этого тока снизу располагают токопроводящую медную подкладку 5. Одновременно происходит образование двух точек.
1 — сварочный трансформатор; 2 — электроды; 3 — верхняя заготовка; 4 — нижняя заготовка; 5 — медная подкладка
Рис. 4. Схема односторонней точечной сварки
Режим точечной сварки может быть мягким или жестким.
Мягкий режим характеризуется плавным нагревом заготовок сравнительно небольшим током. Время протекания тока обычно 0,5 — 3 с. Мягкие режимы применяют для сварки сталей, склонных к закалке.
Жесткие режимы осуществляют при малой продолжительности (0,1 — 1,5 с) тока относительно большой силы. Давление электродов также большое. Эти режимы применяют при сварке алюминиевых и медных сплавов, обладающих высокой теплопроводностью, а также высоколегированных сталей с целью сохранения коррозионной стойкости: на мягких режимах возможно обеднение металла хромом за счет образования карбидов хрома.
Точечную сварку широко используют для изготовления штампосварных конструкций. Толщина свариваемых металлов в среднем составляет 0,5–8 мм.
Для осуществления процесса точечной сварки применяют специальные машины контактной сварки (рис. 5), которые в процессе работы выполняют две основные функции — сжатие и нагрев соединяемых деталей. В конструкции любой машины условно можно выделить механическое и электрическое устройства.
Рис. 5. Общий вид машины точечной сварки (а) и её основные узлы (б)
Основной частью механического устройства машины для точечной сварки (рис. 3, б) служит корпус 1, на котором закреплены нижний кронштейн 2 с нижней консолью 3 и электрододержателем 4 с электродом и верхний кронштейн 7. Нижний кронштейн 2 обычно выполняют переставным или передвижным (плавно) по высоте, что дает возможность регулировать расстояние между консолями в зависимости от формы и размера свариваемых деталей.
На верхнем кронштейне установлен пневмопривод усилия сжатия электродов 6, с которым соединена верхняя консоль 5 с электрододержателем 4. Для управления работой пневмопривода на машине установлена соответствующая пневмоаппаратура 8. Привод усилия может быть также пневмогидравлическим, гидравлическим и др. Корпус, верхний и нижний кронштейны и консоли воспринимают усилие, развиваемое пневмоприводом, и поэтому должны иметь высокую жесткость.
Электрическая часть машины состоит из сварочного трансформатора 10 с переключателем ступеней 11, контактора 12 и блока управления 9. Часто аппаратура управления смонтирована в отдельном шкафу управления. Контактор 12 подключает сварочный трансформатор к электрической питающей сети и отключает его.
Электрическое устройство машины предназначено для обеспечения необходимого цикла нагрева металла в зоне сварки. К электрическому устройству относится также вторичный контур машины, который образуют токоподводы, идущие от трансформатора к свариваемым деталям. Ток от трансформатора через жесткие и гибкие шины подводится к верхней 5 и нижней 3 консолям с электрододержателями 4. Консоли и электрододержатели с электродами участвуют в передаче сварочного тока и усилия и поэтому одновременно являются частями электрического и механического устройств машины.
Все части вторичного контура изготавливают из меди или медных сплавов, имеющих высокую электропроводность. Большинство элементов вторичного контура, сварочный трансформатор и контактор имеют внутреннее водяное охлаждение.
|
