Что такое контактная электросварка, принцип действия, технология работы

Благодаря сварке в гараже или на дачном участке своими руками можно сделать многое. Необходимо понимать, что существует множество аппаратов, предназначенных для сварочных работ. Существуют виды работ, на которые придется потратить несколько дней, но если использовать соответствующий сварочный аппарат, то эти же работы можно проделать за несколько часов. Одна из разновидностей подобных аппаратов — контактная точечная сварка. Но нужно знать, что данный аппарат подходит не для всех видов работ. Например, его нельзя использовать в отопительной системе, для наложения швов.

Точечная сварка является весьма популярным способом сваривания между собой металла. В данном способе металлические изделия соединяются между собой в нескольких точках – этот способ и повлиял на название технологии работы. Размер точки будет влиять на уровень прочности соединения. Стыковая точечная сварка может использоваться только в тех случаях, когда толщина металла не превышает трех миллиметров. Выбор аппарата полностью зависит от толщины и вида материала.

Принцип действия

Образование соединений происходит благодаря процессу нагревания металла, через который пропускается разряд тока. Вследствие этого образуется деформация зоны сварки из-за сжимающегося усилия.

В основе технологии контактной точечной сварки лежит принцип нагревания металла при помощи электрического разряда. В процессе сварочных работ разряд тока проходит между электродами и в то же время между элементами свариваемого материала и закрепляет их друг с другом. Для того чтобы уменьшить сопротивление между электродом и свариваемым материалом, при изготовлении электродов применяются материалы с высоким уровнем электропроводимости.

Благодаря тому, что между деталями имеется определенное сопротивление, то наибольшее нагревание происходит именно в местах максимальных значений. Это приводит к образованию небольших сварочных точек. Диаметр каждой точки может варьироваться от 4 до 12 миллиметров.

Параметры

Для того, что применять контактный точечный аппарат для сварки, нужно знать основные параметры инструмента. К ним можно отнести:

• Силу тока в процессе работы. Сила тока – это главный параметр при работе. Для того чтобы определить, какой уровень тока потребуется в процессе работы, используют специальные формы, расчеты, таблицы и чертежи.
• Продолжительность импульса. Под временем сварки принято поминать импульсную продолжительность тока для одной точки. Для того чтобы правильно рассчитать время сварки обязательно нужно учитывать характеристики материала.
• Сила сжатия электродов. Данный процесс оказывает влияние на уровень деформации, распределение тепла и степень охлаждения.
• Характеристики рабочей поверхности используемых электродов. Благодаря им, происходит контакт при сварке. Различают прямые и фигурные электроды. Каждый электрод соответствует требованиям ГОСТа. Материал, из которых они изготовляются — это сплавы меди. Благодаря этому электроды способны более длительный период сохранять свои функциональные свойства.

Режимы работы

На данный момент различают два режима работы сварочного аппарата:

1. Мягкий режим отличается постепенным нагреванием с использованием тока. Процесс нагревания осуществляется за несколько секунд. К основным характеристикам можно отнести: небольшое потребление мощности, нагрузка на электросеть маленькая. Данный режим позволяет использовать аппарат в домашних условиях.
2. Жесткий режим отличается небольшой продолжительностью процесса, который длится до полутора секунд. Сила тока и давление сжатия гораздо выше, чем у мягкого режима. Главным недостатком является повышенное требование к мощности сварочного аппарата и большая нагрузка на электросеть. К преимуществам можно отнести высокую производительность за относительно короткое время.

Исходя из этих режимов, все аппараты для сварки разделяют между собой по уровню мощности. Поэтому существует большой ассортиментный ряд, в котором представлено оборудование не только в виде мощных аппаратов, но и небольших переносных оборудований.

Устройство

Вне зависимости от модели, режима работы и рабочего напряжения, все сварочные аппараты имеют одинаковые основные части:

• Трансформатор.
• Механизм, который используется для сжатия электрода.
• Устройство, регулирующее ток.
• Система управления силой тока и длительности импульса.

У аппаратов небольшой мощности может отсутствовать система управления. Длительность импульса в таком случае регулируется вручную.

У обычных подобных сварочников возможно регулирование:

• Силы тока.
• Времени, за которое проходит ток.
• Усилия, с которым происходит сжатие электрода.

Приступая к работе, следует обязательно следить за электродами, их диаметр не должен увеличиваться. Размер должен оставаться таким же, каким и размер сварочной точки. Даже несмотря на то, что электроды изготавливаются из сплава меди и имеют высокую прочность, они все же могут изнашиваться в процессе эксплуатации, поэтому они должны заменяться по мере необходимости.

Технология работы

Для того чтобы деталь нагрелась до необходимой температуры на нее подается значительный импульс тока за короткий промежуток времени. В данном случае металл начинает плавиться, что приводит к образованию между деталями жидкого ядра. Свариваемые детали следует удерживать до тех пор, пока расплавленный металл не остынет.

Давление на детали требуется для того, чтобы в процессе плавления металла образовывался уплотняющий пояс, которые не позволяет вытекать расплавленному металлу за пределы места сварки. Для того чтобы детали соединились надежно, следует обработать планируемое место сварки, это позволяет удалить коррозию и оксидную пленку.

При необходимости можно использовать представленные видео и фото материалы, на которых можно подробно увидеть процесс сварки.

Сваривание непрерывным оплавлением

Для использования данного метода требуется закреплять свариваемые детали в зажимы сварочного аппарата и только после этого его можно включать. После того как электросварка включена, осуществляется процесс плавления торцов деталей. После осадки  металла на требуемую величину аппарат следует выключить. Данный метод используется для того, чтобы соединить между собой листы металла, труб. К преимуществам относится высокий уровень производительности. Основной недостаток в том, что можно потерять металл из-за его разбрызгивания.

Сваривание прерывистым оплавлением

Данный способ выполняется с переменой плотного и неплотного соединения деталей в процессе работы. В процессе зажима деталей происходит периодическое замыкание электрической цепи. Нагрев деталей будет осуществляться до тех пор, пока температура не достигнет 900 градусов. После нагрева осуществляется оплавление и осадка деталей.

Сваривание сопротивлением

При использовании данного способа детали следует соединить, после чего они сдавливаются и подается ток. После того как детали достигнут требуемой температуры, трансформатор выключается. Применяя этот метод нужно следить за температурой нагревания. Для работы поверхность должна быть обязательно чистой.

Основные этапы работы при точечной сварке

Рассмотрим основные этапы в процессе работы:

• Обязательно нужно подготовить для сварки кромки свариваемого материала.
• Детали нужно совмещать в нужном положении и помещать их между электродами.
• Осуществлять нагрев материала до тех пор, пока он не станет пластичным.
• Завершает этапы работы процесс деформирования.

Для того чтобы подготовить кромки материала к сварочным работам, требуется произвести зачистку до образования металлического блеска и обезжирить поверхность. Во время сварки детали обязательно должны прилегать плотно друг к другу.

Преимущества

Используя в работе сварочный аппарат, нужно знать не только общие сведения – что это такое, как осуществляется процесс работы, но и понимать все недостатки и преимущества работы.

К основным преимуществам можно отнести:

• Возможность соединять между собой самые тонкие детали, изготовленные из разных металлов. В таких случаях оборудование для точечной сварки считается незаменимой вещью.
• Соединяя детали, можно быть уверенным в прочности соединения. К тому же внешний вид места соединения остается привлекательным. Используя данный аппарат, стоит знать, что место сварки не изменит своего вида и не подвергается старению.
• Высокий уровень производительности.
• Электроды расходуются экономно, что позволяет сократить размер средств на их покупку и замену.
• Данным аппаратом может пользоваться любой человек, даже если он не имеет квалификации в данной области. Если нет опыта работы в использовании сварочного аппарата, то лучше всего, если перед началом работы будут просмотрены информационные материалы, которые помогут разобраться, как следует обращаться с аппаратом и производить процесс соединения деталей.

На данный момент все больше набирают популярность автоматизированные аппараты. Благодаря этому, можно значительно сократить время работы, увеличить продуктивность и снизить себестоимость аппарата.

Дефекты при работе

Все дефекты условно разделяются на видимые и невидимые. Рассмотрим видимые дефекты при точечной сварке:

• Появление трещин.
• Прожиг материала.
• Образование разрывов.
• Потемнение поверхности точек.
• Образование вмятин.
• Непропорциональная форма сварных точек.

Обратим внимание на невидимые дефекты:

• Не проварены места соединений.
• Появляются внутренние повреждения – трещины.

Дефекты способны образовываться при неправильном выборе технологии сварочных работ, ошибочной обработке поверхности детали перед началом работы, в процессе работы электроды недостаточно сильно охладились, произошел износ электрода. Внешние дефекты можно выявить сразу же в процессе работы. Для выявления же внутренних нужно использовать специальные методы и оборудование, которые применяют на производстве.

Техника безопасности

При использовании любого оборудования стоит соблюдать технику безопасности. Обязательно необходимо следующее:

• Средства защиты. Чтобы избежать поражения тока, нужно обязательно заземлять все детали, которые изначально этого требуют. Чтобы обезопасить себя от возможных ожогов, нужно использовать защитную одежду, а также средства защиты органов дыхания и глаз.
• Безопасность аппарата. Устройство должно быть в исправном состоянии в процессе работы.
  Все эти меры должны обязательно соблюдаться в целях защиты себя от возможных повреждений.

Скачать ГОСТ

ГОСТ 15878-79 «КОНТАКТНАЯ СВАРКА. СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И РАЗМЕРЫ»