Хотите знать как работать точечной сваркой?

Точечная сварка является наиболее распространенным видом контактной сварки: около 50% всех сварных конструкций сделано именно по этому способу. Она широко применяется в машино- и самолетостроении, что объясняется простотой метода и универсальностью его использования. Однако, есть некоторые тонкости, которые нужно знать, чтобы повысить производительность работы и качество соединяемых деталей. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Основные способы выполнения SPOT-сварки

Ни одна автомастерская не может обойтись без использования спот-сварки, например, при ремонте кузовов автомобилей. «Прихватить» детали таким образом  -дело всего нескольких минут. Это очень удобно при соединении металлических листов и корпусных деталей. Диапазон суммарной толщины свариваемых элементов при этом колеблется от 0,1 до 6 мм, однако, существуют промышленные аппараты, на которых можно сваривать листы стали толщиной до 20 мм.

Есть несколько распространенных способов точечной сварки, которые в основном отличаются подведением тока к поверхности деталей. Рассмотрим на конкретных примерах.

Ситуация №1: нужно соединить две заготовки. Никаких препятствий нет, поэтому в таком случае лучше использовать популярный двусторонний метод точечной сварки: детали зажимаются между электродами с приложением определенного усилия, и ток подводится одновременно с двух сторон.

Этот способ более всего подходит для сварки небольших элементов конструкций, открытых соединений и узлов с отбортовкой. Его преимуществом является высокое качество получаемого в результате работы соединения, так как двусторонний зажим заготовок позволяет обеспечить усилие, необходимое для создания крепкой сварной точки. Недостаток же заключается в том, что длина щипцов, которыми зажимаются свариваемые листы, ограничена. То есть если нужно сваривать крупные узлы, этот метод не подойдет.

Ситуация № 2: детали, которые нужно закрепить, входят в состав закрытого узла, поэтому нет возможности расположить электроды с двух сторон. В этом случае советуем воспользоваться методом односторонней точечной сварки.

Его можно использовать для соединений элементов практически любых размеров (ограничение лишь по толщине), так как 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 улучшения качества сварной точки можно использовать специальную медную прокладку, которая устанавливается там, где будут располагаться электроды. Она способствует повышению параметром протекающего через деталь тока, поэтому место сварки получается более прочным.

В этом случае помните, что при работе с деталями разной толщины (разница более чем в 3 раза) ток следует подавать к более массивной (толстостенной) заготовке. Избегайте слишком близкого расположения электродов, так как в этом случае существует возможность наружного выплеска расплавленного металла.

Преимущества использования данного метода:

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

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

Режимы точечной сварки

SPOT-аппараты способны работать в двух режимах: в «жестком» и «мягком». Первый характеризуется большим значением сварочного тока и малым периодом его пропускания, второй же, наоборот, небольшим значением тока и продолжительным временем работы.

Главные 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 и их химическим составом.
• время сварки — от него зависит размер сварного ядра в точке контакта.
• диаметр рабочей части электрода (т.е. той части, которая непосредственно контактирует с деталями).

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

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

Например, для заготовок общей толщиной не более 5 мм рекомендуется цикл с одним импульсом тока и постоянным усилием сжатия. Если значение толщины превышает 5 мм, то понадобится несколько импульсов.

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

Толщина детали, мм	Диаметр рабочей части электрода, мм	Усилие сжатия, кН	Сила тока, кА	Время сварки, сек	Минимальный диаметр ядра, мм
1	5	1,5	7,5	0,4	4
2	7,5	3,5	10,5	0,6	6
2,5	8	3,5	11,5	0,8	7
4	12	4	11	3	10,5
5	13	5	12	4	12,5
6	15	6	13,5	4,5	14
7	17	7	14,5	5	15
8	18	8	15	6	16

Возможные трудности

Однако, качество сварного соединения зависит не только применяемого метода, но и от материала, из которого выполнена 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.), нужно учитывать некоторые нюансы, позволяющие получить качественную сварную точку. Следует помнить, что элементы из подобного материала очень быстро отводят вложенное тепло, и для их скрепления нужно подавать ток с очень высокой плотностью, достигающей 120-300 А/кв.мм.

Другой сложностью является прилипание частичек алюминия к электродам и частиц меди, из которой обычно изготовлены электроды, к алюминию в процессе работы. Для того чтобы уменьшить количество таких случаев, необходимо очень тщательно очищать поверхности, как заготовок, так и электродов. Учтите также, что из-за более низкого электрического сопротивления точечная сварка алюминиевых сплавов осуществляется гораздо проще, нежели чистого алюминия.

Для получения качественного результата работы с такими деталями нужно определенное значение сварного тока и время сварки. В случае отклонения от требуемого значения соединение будет ненадежным и быстро «разорвется». К примеру, несоблюдение рекомендуемого времени сварки или усилия сжатия электродов приведет к появлению непрочной сварной точки

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

Алюминиевый сплав	Толщина одной детали, мм	Значение тока, к·А	Продолжительность сварки, сек	Значение усилия сжатия электродов, кН
	0,8	20	0,1	3
	1	24	0,12	4
	1,5	27	0,14	5
	2	30	0,18	7

Как определить качество сварного соединения

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

Если сварка была проведена качественно, то на одной детали будет глубокий кратер, а на второй останется само ядро сварной точки. Если этого не наблюдается, то это и есть непровар, и в этом случае нужно увеличить усилие сжатия или же время сварки.

Главным объективным показателем, свидетельствующем о качестве соединения, является размер ядра сварной точки (площади пятна контакта). Для любого материала будет справедливо, что диаметр ядра должен равняться трем толщинам (S) более тонкой детали, при этом допустимый разброс составляет 20%-80% S. Если диаметр полученного ядра меньше указанного диапазона, то это свидетельствует о недостаточном проваре, а если больший — то о выплеске расплавленного металла.