Что такое точечная сварка
Что такое точечная сварка
По включении ток проходит от одного электрода к другому через металл деталей и разогревает металл больше всего у места соприкосновения деталей. Разогрев поверхности металла под электродами при правильно проводимом процессе незначителен, вследствие того, что контакт электрод — изделие имеет сравнительно не большое сопротивление и вследствие мягкости и высокой электропроводности электродного металла, а сам электрод интенсивно охлаждается проточной водой- Прохождение тока вызывает разогрев и расплавление металла в зоне сварки» создающее ядро сварной точки, имеющее чечевицеобразную форму.
Диаметр ядра сварной точки в обычных случаях имеет величину от 4 до 12 мм.
Точечная сварка без расплавления металла ядра точки хотя к возможна на малоуглеродистой стали, но недостаточно надёжна и потому на практике почти не применяется. Сварка металлов с плохой свариваемостью в пластическом состоянии возможна только при достаточном расплавлении металла в ядре точки.
Что такое точечная сварка? Точечная сварка представляет собой своеобразный процесс, в котором сочетается расплавление металла и получение литой структуры сварного соединения с использованием значительного осадочного давления.
Давление должно быть достаточным для преодоления жёсткости изделия осуществления необходимой пластической деформации, обеспечивающей соответствующую прочность сварной точки. Необходимое давление быстро возрастает с толщиной свариваемого металла. Давление осадки полностью передается электродами, имеющими небольшую рабочую поверхность, несущую значительную тепловую и электрическую нагрузку. При значительных толщинах основного металла нагрузка электродов становится настолько тяжелой, что срок их службы быстро сокращается. Поэтому точечная сварка до настоящего времени применяется главным образом для материала небольшой толщины, не свыше 5—6 мм. Точечная сварка материала больших толщин хотя и возможна, однако до сих пор не вполне освоена промышленностью, в значительной степени из-за невозможности выполнить технические требования, предъявляемые в этом случае к электродам. При малом давлении диаметр сварочного контакта меньше, а при большом — больше диаметра рабочей поверхности электрода.
Диаметр ядра определяет в основном прочность точки и зависит от диаметра рабочей поверхности электрода, толщины листов, давления, силы тока и времени его прохождения. При неправильно подобранном режиме сварки может не произойти достаточного плавления металла и получается непроверенная точка. Когда ядро расплавляется, прилегающая к нему по окружности зона металла находится в «пластическом состоянии и плотно сжимается давлением электродов. Давление создаёт уплотняющее кольцо пластичного металла, удерживающее жидкий металл ядра. При недостаточном давлении уплотняющее кольцо не может удержать жидкий металл ядра и происходит внутренний выплеск металла в зазор между листами.
С увеличением времени прохождения тока диаметр и высота ядра растут. Чрезмерное увеличение размеров ядра ослабляет его оболочку из нагретого твердого металла и происходит сильное вмятие металла под электродами, ведущее к наружному выплеску жидкого металла и снижению прочности точки. По выключении тока начинается охлаждение и затвердевание расплавленного ядра точки.
Кристаллизация жидкого металла идёт от поверхности ядра к его середине. В результате ядро имеет столбчатую дендритную структуру, характерную для сварной точки на любом металле, При охлаждении и затвердевании происходит уменьшение объема расплавленного металла ядра, В результате, в центральной части ядра могут образовываться усадочная раковина, пористость и рыхлость металла- Чем толще металл, тем сильнее неблагоприятное влияние усадки и тем больше вероятность образования пористости или усадочной раковины. Наиболее надежным способом борьбы в этом случае является повышение рабочего давления, а также переход на циклы сварки с проковкой.
Обычно в сварном соединении располагается несколько точек, поэтому при сварке приходится считаться с утечкой тока через ранее сваренные точки, шунтирующие точку, подлежащую сварке. Наличие ранее сваренных точек вызывает также уменьшение полезного давления электродов на свариваемую точку, так как часть этого давления воспринимается ранее сваренными точками. Поэтому при сварке нескольких близко расположенных точек средняя прочность точки получается ниже, чем при сварке отдельной точки. Самой прочной точкой в узле обычно является первая по времени сварки.
При точечной сварке нет возможности удаления загрязнении поверхности металла в зоне сварки, поэтому детали иод точечную сварку должны проходить предварительную тщательную очистку щётками, травлением в кислотах, опескоструиванием и т. д.
Сборка под точечную сварку должна производиться как можно точнее, обеспечивая плотное прилегание деталей до сварки. Наличие зазора между деталями поглощает значительную часть давления электродов на деформацию деталей до плотного соприкосновения, действительное осадочное давление на точку становится недостаточным и сильно колеблется по величине, почему получается значительный разброс прочности точек. Требования к точности сборки повышаются с увеличением толщины листов.
Различают так называемые мягкие и жёсткие режимы точечной сварки. При мягких режимах пользуются умеренными силами тока; плотность тока на рабочей поверхности электрода обычно не превышает 100 мм. Для жёстких режимов плотности тока доходит при сварке стали до 120—300 мм.
Мягкие режимы характеризуются большей продолжительностью времени сварки, более плавным нагревом, уменьшенной мощностью сварки, К преимуществам мягких режимов относятся уменьшение мощности» потребляемой из сети, уменьшение нагрузки сети, понижение мощности и стоимости необходимых контактных машин, уменьшение закалки зоны сварки.
Жесткие режимы требуют машин повышенной мощности, увеличивают максимальную загрузку сети, К преимуществам жёстких режимов сварки относятся: уменьшение времени сварки, повышение производительности. Давление электродов обычно берётся в пределах от 3 до 8 кг/мм.
Неправильно установленный режим сварки или нарушение технологических требований может вести к разнообразным дефектам точечной сварки. Наиболее опасным дефектом является непровар, характеризующимся отсутствием литого ядра точки или малыми его размерами. Опасность непровара увеличивается тем, что он не всегда надёжно обнаруживается внешним осмотром изделий при приёмке. Могут встречаться также подплавление поверхности и прожог металла, глубокие вмятины на поверхности металла, раковины и пористость литого ядра.
Точечной сваркой соединяются главным образом детали из малоуглеродистой стали, обладающей отличной свариваемостью.
Сварка легированных сталей, склонных к закалке, а также сталей с повышенным содержанием углерода должна проводиться на мягких режимах. При сварке на жёстких режимах ядро точки и окружающая зона влияния сильно закаливаются и обнаруживают повышенную склонность к образованию трещин. Стали повышенной прочности требуют увеличения рабочего давления при сварке.
Иногда требуется термообработка изделия по окончании сварки как для снятия внутренних напряжений, созданных процессом сварки, так и для улучшения структуры металла, главным образом для уничтожения особо опасной структуры мартенсита. Обычно термообработка сводится к высокому отпуску. Часто последующая термообработка повторным пропусканием тока возможна непосредственно в точечной машине тотчас по окончании сварки точки.
Хорошо сваривается точками аустенитная нержавеющая хромо-никелевая сталь типа 18/8. Для уменьшения распада аустенита и выпадения карбидов сварка ведётся на жёстких режимах с минимальным возможным временем сварки. Применяются высокие давления, требующие электродов из особо прочных сплавов. Время сварки сокращается до 0,01 сек. на одну точку и ниже для тонкого материала. Возможна точечная сварка алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов. Вследствие высокой тепло- и электропроводности алюминия для его точечной сварки необходима большая плотность тока на электродах, достигающая в некоторых случаях 1000—1500 а/мм. При этом частицы алюминия легко прилипают к электродам, а частицы меди электродов прилипают к алюминиевым листам. Для уменьшения прилипания необходима тщательная зачистка как поверхности листов, так на рабочей поверхности электродов. Сплавы алюминия обычно свариваются несколько лучше технически чистого алюминия, вследствие повышенного электрического сопротивления.{jcomments on}