Сеть профессиональных контактов специалистов сварки.
             

Точечная сварка

Темы: Контактная сварка.

Точечная сварка получила широкое распространение в промышленности, особенно при массовом производстве штампосварных конструкций в автомобиле- и авиастроении, космической технике, сельскохозяйственном и транспортном машиностроении, строительстве, а также в приборостроении при создании миниатюрных и прецизионных узлов и изделий электронной техники , средств связи и управления.

Большое значение и широкое применение контактной точечной сварки обусловлены следующими ее достоинствами:

  • высокой производительностью и степенью автоматизации вследствие кратковременности самого процесса сварки и возможностью использования высокопроизводительных многоточечных машин, сборочно-сварочных поточных машин, агрегатов и роботизированных комплексов контактной сварки;
  • возможностью получения сварных соединений высокого и стабильного качества для рациональной конструкции соединения при соблюдении оптимальных значений параметров режима и условий выполнения сварки;
  • практическим отсутствием необходимости использования присадочных материалов, флюсов и газов;
  • относительно высокими санитарногигиеническими условиями труда и культурой производства.

Перечисленные достоинства можно отнести ко всем видам контактной сварки.

Точечной сваркой можно сваривать детали из большинства известных конструкционных материалов: низко- и среднеуглеродистых, а также низколегированных, легированных коррозионно-стойких и жаропрочных сталей, алюминиевых и магниевых сплавов, титана и его сплавов, некоторых медных сплавов и ряда других материалов.

Лучше всего свариваются между собой однородные металлы и сплавы, построенные на одной основе или имеющие разную основу, но образующие между собой ряд твердых растворов.

Например, аустенитные стали хорошо свариваются с конструкционными , коррозионно-стойкие стали - с жаропрочными. Никель сваривают с низколегированными и коррозионно-стойкими сталями. Однако в ряде случаев контактная точечная сварка деталей из разнородных металлов и сплавов затруднена или невозможна, что обусловлено следующими основными факторами:

  • различием теплофизических и механических свойств свариваемых пар металлов и зависимостью их от термического цикла сварки , что вызывает смещение электротеплового поля относительно плоскости свариваемого стыка;
  • существенной химической и структурной неоднородностью металла литого ядра вследствие несимметричного проплавления деталей и незавершенности процессов перемешивания металла в ядре;
  • образованием интерметаллических фаз и механических смесей, обладающих большой твердостью и хрупкостью, что приводит к низким механическим свойствам соединения.

Все чаще точечной сваркой соединяют металлы с антикоррозионными и декоративными покрытиями. Свариваемость таких металлов зависит от свойств покрытия и его толщины. Удовлетворительно свариваются металлы с электропроводными металлическими покрытиями толщиной 7... 30 мкм. В машиностроении используют стали, покрытые цинком, свинцом, алюминием, никелем и хромом, в приборостроении детали покрывают также оловом, оловянно-висмутовым сплавом, кадмием, золотом, серебром и никелем . Наибольшие трудности возникают при сварке металлов c неэлектропроводными фосфатными и оксидными покрытиями из-зa таких дефектов кaк выплески и непровары. Точечной сваркой обычно соединяют детали, собранные внахлестку, однако возможны и другие типы соединений.

Наиболее широко этим способом соединяют детали и заготовки, выштампованные из листового и вырезанные из профильного проката, а также детали, изготовленные резанием. Точечную сварку можно использовать для создания комбинированных конструкций, в которых заготовки из листового проката необходимо сваривать с деталями, изготовленными методами литья, ковки и высадки.

Как правило , точечной сваркой соединяют детали толшиной 0,5 . . .6,0 мм. На специальных машинах возможна сварка стали толщиной до 30,0 мм, при микросварке толщина привариваемых элементов составляет 20 ... 50 мкм. Обычно в машиностроении сваривают детали равных толщин или с соотношением толщин не более 1 : 6 (при толщине тонкой детали 0,5 . . .1,5 мм) , в приборостроении соотношение толщин соединяемых элементов может быть более чем 1 : 100.

Точечная сварка может быть двусторонней и односторонней. Пpи сварке компактных деталей или узлов открытого типа c отбортовкой применяется двусторонняя сварка, а для крупногабаритных узлов и при ограниченном доступe к зоне сварки - односторонняя. Пpи сварке в массовом производствe для повышения производительности используется многоточечная сварка .

При проектировании сварной конструкции, выполняемой точечной сваркой на универсальном оборудовании с использованием простейших сборочных приспособлений, желательно обеспечить :

 

  • минимальную и неизменную массу деталей из ферромагнитного материала, вводимую в контур сварочной машины, так как наличие магнитной стали в сварочном контуре ведет к увеличению его сопротивления и снижению силы сварочного тока; конструкция а на рис. 1 более предпочтительна, чем конструкция б;
  • необходимые жесткость и прочность электродов и хоботов из сплавов с твердостью ≥120 НВ, передающих требуемую силу сжатия при сварке внутри узлов коробчатой формы, обечаек и труб (см . рис. 1, в), при этом размеры отверстия (в мм) свариваемых узлов прямоугольного или круглого сечения должны отвечать следующим зависимостям :

где Fсж - сила сжатия электродов, даН , определяемая толщиной и материалом , подлежащим сварке; L - длина детали (или вылет электрода), мм; при не возможности введения электрода внутрь полого тонкостенного профиля целесообразно использовать медные раздвижные вставки (см. рис. 1, г) или удаляемый после сварки легкоплавкий материал;

  • свободный доступ электродов к месту сварки с тем, чтобы использовать прямые электроды с внутренним охлаждением, поэтому конструкция узла на рис. 1, д предпочтительнее узла, показанного на рис. 1, е;
  • свободную деформацию деталей в зоне сварки, узел ж на рис. 1 полностью отвечает этому требованию, узел з на этом рисунке - частично;
  • минимально возможные зазоры между деталями за счет повышения точности заготовок, фиксируюших приспособлений и качества сборки деталей в местах их сопряжения под сварку.

точечная сварка

 
Рис. 1. Примеры узлов, соединяемых точечной (шовной) сваркой.

Точечная сварка чаще всего применяется для нахлесточных соединений c обязательным получением литого ядра. Прочность сварной точки определяется качествoм металла литого ядра, зoны термического влияния и размерами сечения ядра. Основной геометрический параметр точечного соединения - это диаметр литого ядра. ГОСТ 15878-79 регламентирует основные размеры конструктивных элементов сварных соединений для групп А и Б (см. таблицы в ГОСТ 15878-79 и рис. 2). Соединения группы А имеют большие диаметры литого ядра и обладают более высокой прочностью по сравнению с соединениями группы Б.

Фактический диаметр сварной точки должен быть не менее указанного в таблицах ГОСТа. При отработке технологии сварки выбранные параметры режима должны обеспечивать диаметр ядра dном на 15.. .25 % больше табличного для компенсации технологических возмущений при сварке .

Величина проплавления h мало влияет на прочность точки и может изменяться в пределах 20 .. .80 % толщины каждой детали. При проплавлении <20 % не удается обеспечить стабильные размеры литого ядра и отсутствие в нем дефектов, при проплавлении >80 % наблюдается перегрев металла в околошовной зоне и в контакте электрод - деталь, что снижает коррозионную стойкость соединения, повышает изнашивание электродов и вероятность образования выплесков.

Обычно минимальное значение проплавления (20 %) достигается в тонкой детали при сварке деталей неравной толщины , максимальное проплавление (до 95 %) характерно для титановых сплавов ввиду их низкой теплопроводности.

Бесследная сварка , когда отсутствует заметная вмятина на поверхности одной из деталей, достигается при односторонней сварке на медной подкладке (см . п. 2 в таблице на странице Схема точечной сварки) или при сварке с холостым плоским электродом большого диаметра (см. п. 5 таблицы на той же странице).

При сварке деталей неодинаковой толщины (см. рис. 2, в) конструктивные элементы соединения выбирают по более тонкой детали. Если соотношение толщин свариваемых деталей S / S1 > 2, величины В, t и с увеличивают на 20.. .30 %. При двусторонней сварке трех деталей (в исключительных случаях четырех) диаметр литого ядра, измеренный в плоскости сопряжений каждой пары деталей, должен соответствовать государственному стандарту (при односторонней сварке число одновременно свариваемых деталей не может быть более двух). Если при сварке пакета из трех деталей образуются два литых ядра (см. рис. 3, а) , то величина нахлестки В устанавливается по тонкой детали l, l'. В случае образования обшей литой зоны (см . рис. 3, б) нахлестка со стороны края средней детали должна быть увеличена на 20 .. .30 % с тем , чтобы предотвратить возможное раздавливание края детали 2.

 

Рисунок 2. Конструктивные элементы, графическое изображение и условное обозначение сварных соединений, выполненных точечной сваркой из однотолщинных и одноименных металлов (а), плакированного (6) и разноименного металла (г), деталей неравной толщины (в).

Минимальный шаг точек при сварке пакета из трех стальных деталей увеличивают в - 1,5 раза по сравнению с шагом для пакета из двух деталей. Желательно, чтобы отношение толшин деталей в пакете не превышало трех.

Рис. 3. Точечная сварка трех деталей : а - раздельное формирование ядер; б - сквозное проплавление средней детали; 1, 1' - тонкие детали; 2 - толстая деталь.

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

.