Контактне точкове зварювання: технологія, переваги

Кучер В.Г.

Всім людям відомо, що таке зварювання металевих деталей. Однак не всі знають, що існує велика різноманітність методів і способів зварювального з’єднання з використанням різних енергоносіїв. Точкове з’єднання металів є різновидом контактного виду зварювання. Вона відрізняється від інших тим, що в ній відсутня зварний шов, а стикування деталей проводиться декількома точками. Найбільш широке застосування це з’єднання отримало на промислових підприємствах, але і домашні умільці намагаються освоїти контактне точкове зварювання, технологію і переваги її використання.

Принцип контактного з’єднання

Принцип контактного зварювання полягає у швидкому розігріві матеріалу до температури плавлення і безпосереднього утворення структури металу однорідного характеру в місці з’єднання.

Імпульсний характер струму в процесі зварювання і час його впливу на поверхню заготовок відіграють основну роль в нагріванні місця з’єднання. Хорошої якості зварної точки можна досягти тільки при щільному і надійному стягнення деталей на час кристалізації розплавленого металевого структури.

При використанні автоматичної точкового зварювання на виробництві можливе досягнення швидкості дій до шестисот контактів в хвилину.

Технологія зварювання

У промисловому виробництві контактна зварка в основному використовується для з’єднання листового металу з кольорових сплавів, різних марок сталі, а також пересікається арматури і заготовок профільного типу (куточок, швелер). В домашніх умовах часто доводиться застосовувати цей вид зварювання при ремонті побутової техніки, пристрої металевої огорожі, зварювання сітки для будівництва.

Процес контактної точкової зварки можна умовно розділити на кілька етапів:

  • Перед початком роботи потрібно підготувати заготовки. Проводити зачистку поверхні по всій площині з’єднання, як зварювання суцільним швом необов’язково. Досить буде зачистити передбачувані місця стикування з допомогою металевої щітки або дрібної наждачного паперу. Залишки фарби або жирових плям видаляють спеціальним розчином.
  • Далі, підготовлені деталі необхідно з’єднати між собою у потрібному положенні.
  • Після цих операцій потрібно заготовки встановити між електродами і щільно притиснути один до одного.
  • Наступний етап передбачає основний процес роботи. Включається апарат точкового зварювання, який виробляє потрібний розігрів металу до пластичного стану і виробляє необхідну деформацію точки зварювання.

    • На промислових підприємствах найчастіше застосовується обладнання, здатне здійснювати зварювання в автоматичному режимі. А в побутових умовах ефективніше використання напівавтоматичного точкового зварювання.

    Режими проведення роботи

    Залежно від умов сполуки і максимальної потужності зварювального апарату тривалість нагріву точки стику деталей може змінюватися від мілісекунд до декількох десятків секунд. Так, при проведенні своїми руками точкового зварювання вуглецевих сталей, які легко гартуються і здатні утворювати тріщини, час нагріву бажано збільшити, для більш повільного подальшого охолодження металу.

    А ось нержавійку краще зварювати з малою тривалістю розігріву поверхні. Це робиться для зменшення можливості порушення антикорозійного покриття металу.

    Щільний контакт виробів у місцях зварювання забезпечує необхідний тиск між електродами. Це стиснення повністю залежить від товщини матеріалу і характеристик металу, що зварюється. Величина тиску по закінченні зварювання має величезне значення, так як відповідає за утворення дрібнозернистої структури матеріалу в точці зварювання і наближає міцність контактів до міцності основного металу.

    Поліпшення кристалізації розплавленого металу досягається за рахунок невеликої затримки сили тиску після проходження імпульсу струму.

    Переваги точкового з’єднання

    Порівняно з багатьма іншими видами з’єднань, чинена своїми руками точкове зварювання має цілий ряд переваг:

  • В процесі зварювання не потрібно застосовувати додаткові матеріали (флюс, газ).
  • Так як з’єднання проводиться без використання газу, то й шкідливі випаровування відсутні.
  • Відсутність шлаків і відходів в процесі роботи.
  • Коефіцієнт корисної дії контактного точкового зварювання набагато вище звичайної стикування деталей.
  • Можливість добитися за короткий проміжок часу високої якості з’єднання.
  • Багато зварювальники вважають цей метод самим гігієнічним порівняно з іншими технологіями зварювання.

    • При дотриманні всіх правил роботи дуже легко домогтися надійного і акуратного з’єднання виробів, навіть для новачка.

    Недоліки методу

    Поряд з перевагами точкового зварювання, існують і деякі мінуси використання цього способу. До них можна віднести наступне:

  • Практично неможливо отримати міцне з’єднання різнорідних металів.
  • Можливість розбризкування металу при впливі потужного імпульсу струму.
  • Механізм стиснення заготовок і пристрій головки для зварювання мають складну конструкцію при одночасному кріпленні в декількох місцях.
  • Також при багатоточковим з’єднанні доводиться ускладнювати конструкцію електродів.

    • Вимоги до електродів

    Електроди призначені для замикання електричного ланцюга через зварювані поверхні металу. Основним матеріалом для виготовлення електродів є електролітична холоднокатана мідь і її сплави на вольфрамової основі, а також спеціальна бронза з вмістом кобальту або кадмію. Всі ці метали відповідають основній характеристиці електрода — стійкості, тобто зберігають розміри, властивості і форму при великому нагріванні їх поверхні (до 600 ° с).

    Щоб зменшити знос електродів в процесі роботи, необхідно подбати про їх інтенсивному водяному охолодженні.

    Перетин дроту повинно відповідати розміру зварної точки. Збільшення діаметра електрода призводить до значного зниження рівня нагріву в точці зварювання.

    Апарат для контактного зварювання

    Сучасні виробники випускають безліч моделей різних зварювальних апаратів точкового зварювання. Вартість таких моделей залежить від набору функціональних можливостей пристрою, тому кожен зварювальник повинен вирішити самостійно, для яких цілей воно набувається.

    Стандартний зварювальний апарат включає в себе:

    • перетворюючий трансформатор струму;
    • затискач універсальний зварювальний;
    • реле вмикання та вимикання;
    • регулятор тривалості й сили струму;
    • пристрій для стиснення електродів.

    Прості побутові апарати для точкового зварювання можуть не мати регулятора сили стиснення, тому зварнику доводиться самому робити настроювання цього параметра, спираючись на свої знання і досвід.

    Цікаве:  ПРИДНІПРОВСЬКА залізниця 14ТС-10: характеристики, інструкція, коди помилок

    Все обладнання можна класифікувати:

  • За принципом розміщення електродів — один навпроти одного і паралельно.
  • За способом проведення робіт – на агрегати автоматичні і ручні.
  • За методом переміщення – на апарати підвісні, мобільні або стаціонарні.

    • На промислових підприємствах робота виконується з допомогою високоточного автоматичного обладнання. А ось для будинку цілком підійде і апарат точкового зварювання, зроблений своїми руками.

    Застосування зварювання для акумуляторів

    В побутових і комп’ютерних приладах в даний час широко використовуються літій-іонні акумуляторні батареї, якісна робота яких залежить від якісного з’єднувального контакту. В домашніх умовах краще виготовити точкове зварювання для акумулятора своїми руками, адже ціна заводських агрегатів доступна не всім умільцям.

    Звичайно, технічні характеристики таких пристроїв будуть поступатися заводським приладів, але для побутового використання виявляться цілком придатними. Головне, при виготовленні точкового зварювання для акумуляторів послідовно і дуже уважно поставитися до всіх вимог, що пред’являються до саморобного приладу.

    Принцип кріплення контакту до акумулятора

    Великої потужності імпульсу для гарного з’єднання клем акумулятора не потрібно. Тому перш ніж вирішити питання, як зробити точкове зварювання, потрібно зрозуміти, чому не можна застосовувати пайку контактів батарейки. Суть справи в тому, що клеми елементів живлення бояться перегріву, а робота паяльником передбачає високий нагрів поверхні пелюстки.

    Таку проблему здатна вирішити виготовлена своїми руками точкове зварювання для акумуляторів, яка може створити потужний імпульс струму до 400-800 А. Цього буде цілком достатньо для виконання зварювання.

    Цілісність контакту і надійність з’єднання будуть залежати від тривалості імпульсу (35-100 мілісекунд). У випадку більш тривалого впливу пластина може прогоріти, що призведе до втрати міцності.

    Зробити агрегат для зварювання можна із звичайного акумулятора для автомобіля, але все ж більш функціональним буде апарат, зроблений своїми руками для точкового зварювання з мікрохвильовки.

    Зварювальний апарат з печі СВЧ

    Ключовим елементом будь-якої контактної зварювання є трансформатор, що перетворює вхідну напругу до необхідного рівня. Тому ідеально за характеристиками підійде трансформатор для точкового зварювання з мікрохвильовки.

    Якщо є стара мікрохвильова піч, то спочатку потрібно акуратно вилучити деталі з неї. Ця процедура буде виглядати наступним чином:

  • Обережно роблять демонтаж корпусу мікрохвильовки і витягують трансформатор з конструкції.
  • Так як вторинна обмотка виготовлена з дроту малого перерізу, її доведеться видалити. Проводити цю операцію потрібно за допомогою зубила і маленького молотка, при цьому можна пошкодити первинну обмотку.
  • Далі потрібно видалити магнітопровід. Тут доведеться докласти більше зусиль, так як на деяких моделях він виконаний методом зварювання.
  • Наступним дією потрібно намотати нову вторинну обмотку. Для намотування підійде дріт з перетином від 10 мм.
  • На сердечник трансформатора додаємо два або три витка проводу, щоб на виході було напруга 2 Ст.

    • Для збільшення потужності при виготовленні своїми руками точкового зварювання з мікрохвильовки потрібно зробити установку другого, аналогічного трансформатора, з’єднавши його в електричний ланцюг з першим.

    Вимоги до електродів саморобним

    Найчастіше в якості електродів використовуються жала паяльника від, які попередньо заточуються під конус. При відсутності таких деталей можна використовувати звичайну мідний дріт перерізом 2-5 мм і Обслуговування таких частин апарату мають свої нюанси:

  • Щоб зберігати необхідну форму, електроди потрібно постійно підточувати, так як вони в процесі роботи інтенсивно піддаються зносу.
  • Періодично жало треба підчищати від нальоту. А при повному зносі його доведеться замінити.
  • Щоб не втрачати потужність, дроти, що підходять до електродів, повинні бути короткими.
  • На струмові дроти краще надіти наконечники.

    • Останній етап складання

    Щоб функціональність саморобного пристрою була повною і безпечною, потрібно встановити вимикач у систему притиску. Тумблер підключається до первинної обмотці трансформатора кріпиться на рукоятці важеля притиску.

    Для побутового використання достатньо застосування важеля довжиною близько 60 см, який дозволить збільшити зусилля рук в десятки разів.

    І звичайно ж, необхідно продумати кріплення точкового зварювання з мікрохвильовки до робочого столу. Найбільш оптимальною вважається фіксація апарату за допомогою струбцини, що дозволить переміщати його у потрібне місце для роботи.

    Деякі дефекти контактного зварювання

    Краще завжди вчитися будь-якій справі на помилках інших. Тому необхідно ознайомитися з можливими дефектами, які можуть виникнути під час зварювання:

  • Тріщини на поверхні можуть з’явитися через порушення температурного режиму роботи.
  • При зварюванні виробів внапуск можуть відбуватися розриви по крайці з’єднання, якщо зварна точка розташовується близько до краю.
  • Із-за неякісних електродів може бути частковий або повний непровари місця зварювання.
  • А ось від малого діаметра електродів можуть на контакті з’являтися вм’ятини.
  • І звичайно ж, у початківців зварників найпоширеніша помилка – це прожогом поверхні, який може статися при слабкому стискання електродів.
  • З-за великої тривалості імпульсу і сильного струму можуть утворитися зовнішні і внутрішні тріщини.
  • Якщо електроди встановлені неправильно по відношенню до зварюваних пластин, то може статися зсув ядра.

    • Незважаючи на те, що придбати обладнання для точкового зварювання не представляє ніякої складності, все ж зроблений своїми руками апарат буде помічником, який повністю відповідає вимогам домашнього умільця. А щоб зробити такий апарат самостійно, не знадобиться багато матеріалів і грошей.