Станок для точечной сварки

Станок точечной сварки представляет собой аппарат, предназначенный для работы с деталями разных размеров и толщины, выполненных из различных видов металла. Это могут быть разного рода заготовки или сетки. С помощью станков такого плана выполняется соединение металлических деталей между собой. При этом задействуются высокие температуры.

Схема самодельного аппарата для точечной сварки.

Процесс контактной сварки выглядит следующим образом: на внешней стороне деталей вырабатывается тепло, которое и способствует их соединению. Тепло генерируется с помощью электрического тока, который подается на детали через контактное точечное соединение.

Следует учитывать, что контакты и их состояние оказывают огромное влияние на то, насколько качественным будет результат.

Помимо тока, вполне может быть использовано любое другое силовое воздействие. Однако ток дает наилучшие результаты.

Принцип сварочного процесса

Вне зависимости от типа сварочного аппарата, работает он по следующему принципу:

1. Когда сварочный аппарат запускается, детали, которые нужно сварить, зажимаются электродами.
2. Пусковой механизм запускает реле времени, которое, в свою очередь, дает сигнал прерывателю. Прерыватель замыкается на отведенное время.
3. После этого к электрической сети подключается трансформатор, который должен преобразовать напряжение так, чтобы оно стало необходимого для работы сварочного аппарата уровня.
4. Помимо преобразования напряжения, функция трансформатора — подача тока на электроды.
5. Проходя сквозь заготовки, преобразованный сварочный ток нагревает до расплавления металл деталей конкретно в том месте, где происходит их контакт с электродами.
6. Когда истекает время, отмеренное реле, прерыватель размыкается, и доставка тока к деталям прекращается.
7. Расплавленный металл кристаллизуется, что приводит к образованию сварочного соединения.
8. Усилие сжатия снимается.

Весь это процесс занимает от 0,5 до 15 секунд и зависит от поставленной задачи.

Преимущества контактной точечной сварки

У контактной сварки точечной направленности есть ряд преимуществ:

1. Во-первых, такого рода сварка не занимает много времени.
2. Во-вторых, для ее осуществления не требуется дополнительных расходных материалов. К примеру, припоя или же сварочных электродов.
3. В-третьих, работа с точечным сварочным станком достаточно безопасна, ввиду того что для его работы требуется низкое напряжение тока.
4. В-четвертых, такого типа сварка обеспечивает очень крепкое соединение, которое прослужит долгие годы. Особенно актуально это для металлической сетки.

И последним из преимуществ можно считать тот факт, что станок точечной сварки при определенном уровне сноровки можно запросто собрать в домашних условиях.

Классификация станков для точечной сварки

Способы получения точечных сварных швов.

Если вы решили приобрести такой аппарат для собственного использования, необходимо в первую очередь определить сферу, в которой он будет эксплуатироваться.

Если станки для сварки нужны для бытового использования или использования в небольшой мастерской, тогда можно обратить внимание на аппараты, не столь дорогостоящие. И наоборот, если на станок будут возложены сложные задачи в больших объемах, тогда нет смысла экономить.

Станки для точечной сварки классифицируют по нескольким признакам.

По типу установки можно выделить три основных вида:

1. Стационарные станки.
2. Подвесные станки.
3. Переносные сварочные станки.

Стационарные станки наиболее часто используются на крупных и среднего размера производствах. То есть там, где необходимо обеспечить высокую интенсивность работы.

Величина подаваемого тока прямо пропорциональна мощности аппарата. Чем больше эта величина, тем больше толщина деталей, которые можно соединять с помощью такого станка. Разные модели стационарных станков могут работать на различных электрических схемах и получать питание от разных источников. Привод системы сжатия устанавливается либо механический, либо пневматический.

Аппараты точечной сварки, предназначенные для стационарной установки, в большинстве своем обеспечивают сварку сразу с двух сторон детали. Как и станок холодной сварки.

Электрическая схема аппарата для точечной сварки.

В связи с тем, что интенсивность работы у такого агрегата довольно высокая, для предотвращения перегрева необходима установка охлаждающей системы.

Подвесные станки становятся частью конвейерных линий. Крайне часто используются в мастерских по ремонту автомобилей, так как приспособлены для эффективного выполнения большого спектра ремонтных работ, а также удобны в использовании благодаря своей мобильности.

Основные составные элементы такого станка это:

• сварочный трансформатор;
• блок, с помощью которого осуществляется управление режимов сварки;
• клещи.

Система привода клещей у аппаратов такого плана бывает как механической, так и пневматической. Это дает возможность снять часть нагрузки с оператора станка.

Мощность подвесного сварочного станка может колебаться в зависимости от того, с деталями какой толщины необходимо работать.

Переносные сварочные станки наиболее часто приобретаются для личного пользования. Стоимость их довольно невысокая, несмотря на то что по мощности они могут конкурировать с более дорогими аппаратами.

Среди переносных аппаратов выделяют два основных подвида: это клещи для точечной сварки ручного использования и инверторный аппарат.

Схема сварочного трансформатора.

Ручные клещи для осуществления точечной сварки — это аппарат небольшого размера и веса, с помощью которого можно соединить металлические детали небольшой толщины. Регулировка режимов сварки осуществляется с помощью встроенной системы управления в виде микропроцессора. Помимо автоматической регулировки, есть и ручная. Однако механизм, который отвечает за сдавливание деталей в аппарате такого типа, ручной. С его помощью можно создать давление около 150 кг.

Инверторный аппарат также имеет небольшие размеры и малый вес. Ток вырабатывается тиристорным генератором, а управление осуществляется микропроцессором, который дает возможность регулирования мощности и длительности импульса. Для того чтобы обеспечить питание такому аппарату, вполне достаточно просто подключить его к бытовой электросети.

Следующий принцип классификации — по типу питания станка. Выделяют такие аппараты:

• Однофазные;
• Трехфазные;
• Инверторный станок точечной сварки;
• Конденсаторный станок.

Для станков, использование которых планируется в бытовых условиях, наиболее подходящими будут инверторный и конденсаторные типы питания. Именно их электрические схемы делают возможным минимальное воздействие на электрическую сеть, от которой идет питание.

По способу управления сварочным процессом выделяют:

1. Станки с ручным управлением. Установка режима работы, напряжения сварочного тока и осуществление контроля за продолжительностью сварочного цикла проводятся вручную.
2. Станки с автоматическим управлением. Такой тип управления в разы увеличивает производительность и сокращает количество возможного брака на выходе.
3. Конструкция привода, который отвечает за сжатие деталей во время сварочного процесса, оказывает существенное влияние на качество полученного результата.

По типу привода механизма давления существуют:

1. Ручной привод. Идеально подходит для сварочных работ, которые выполняются в бытовых условиях. Применение такого типа привода позволяет уменьшить стоимость станка в несколько раз.
2. Пневматический привод. Такой тип привода обеспечивает наибольшее давление на свариваемые детали и дает возможность широкого диапазона регулирования давления.
3. Механический привод. Наиболее часто используется в станках точечной контактной сварки.
4. Гидравлический привод. Используется наиболее редко. В отличие от других типов привода для сжатия используется жидкость, а не воздух.

Иногда для соединения некоторых деталей лучше всего подойдет станок холодной сварки.

В любом случае выбор аппарата и его характеристик должен полностью зависеть от задач, поставленных перед ним, и условий, в которых предполагается эксплуатация станка.

Одним из методов сплавления является точечная контактная сварка. Ее суть заключается в плотном соединении в определенной точке двух деталей и пропускании через место контакта электрического тока.

Аппараты точечной контактной сварки востребованы во многих отраслях промышленности. Для применения в быту их научились делать своими руками, используя трансформаторы или систему конденсаторов.

Фазы процесса

Можно выделить три фазы в процессе точечной сварки. В первой фазе происходит сжатие заготовок, которое приводит к пластической деформации в точке контакта. Для этого аппарат контактной сварки оборудован специальными клещами или другими схожими приспособлениями.

Во второй фазе происходит подача тока в область контакта, что вызывает плавление металла в точке соединения и образование расплавленного ядра. Пока проходит ток, ядро расширяется до максимума. Сжатие соединяемых изделий вызывает появление плотного пояса вокруг жидкого ядра, который препятствует растеканию расплавленного металла.

В третьей фазе сварочный ток выключается, металл остывает и кристаллизуется. Для снятия напряжений при охлаждении прижимное усилие сохраняется еще некоторое время.

Требования к сварным соединениям определяет государственный стандарт – ГОСТ 15878-79. О том. Какие можно использовать электроды в аппарате контактной точечной сварки, описано в ГОСТ 14111-90. Делают их из меди или легированной хромом, кадмием, цирконием бронзы.

Виды оборудования

При точечной контактной сварке аппарат может выдавать ток разного рода и частоты. По этим отличительным признакам сварочное оборудование разделяют на четыре класса:

• контактная точечная сварка на переменном токе;
• низкочастотная контактная сварка;
• устройства конденсаторного типа;
• сваривание постоянным током.

Существует многоточечные станки контактной сварки для сварки сеток на производстве. В таких аппаратах одновременно происходит сваривание в нескольких точках. Любое оборудование имеет свои плюсы, но самыми популярными стали одноточечные устройства переменного тока.

Работа на переменном токе

Аппарат контактной сварки, работающий на переменном токе, представляет собой трансформатор, во вторичной обмотке имеющий два электрода. В качестве материала для электродов контактной точечной сварки применяется медь. Между электродами помещают детали, которые специальным устройством прижимают друг к другу.

В первичной обмотке находится тиристорный модуль, через который питающее напряжение 220 В или 380 В поступает на обмотку. Подавая управляющий сигнал на тиристор, можно получить необходимую длительность тока для контактной точечной сварки. Изменяя угол открытия тиристора, можно регулировать форму сигнала, который приходит на вторичную обмотку.

В случае применения нескольких первичных обмоток можно получить набор коэффициентов трансформации, комбинируя их соединение. В результате во вторичной обмотке получается несколько уровней напряжения и тока. Это позволяет аппарату контактной точечной сварки работать в разных режимах.

Для управления оборудованием имеется дополнительный блок, который имеет реле, управляющую панель и схему контроллера.

Оборудование на конденсаторах

Аппарат для точечной контактной сварки может состоять из блока заряда конденсаторов, большой батареи емкостей, управляющего блока и электродов с механизмом прижима заготовок.

Принцип контактной сварки лежит в первоначальном достаточно длительном накоплении электрической энергии на обкладках конденсаторов и мгновенном ее выбросе при создании искусственного короткого замыкания через точку контакта.

Возможность накопления заряда в емкостной батарее позволяет использовать оборудование меньшей мощности по сравнению с другими сварочными аппаратами.

Благодаря постоянству емкости батареи получается нормированное выделение энергии на один сварочный импульс, что позволяет получать стабильный результат независимо от изменения сетевого напряжения и других характеристик сети.

Конденсаторная контактная сварка длится миллисекунды, что приводит к мощному выделению энергии в маленькой области контакта. Это позволяет применять ее при сварке сплавов с высокой теплопроводностью типа меди, а также металлов с разными тепловыми характеристиками.

Конденсаторные аппараты контактной точечной сварки с жесткой характеристикой, быстрым разрядом, широко используются в радиоэлектронике и приборостроении.

При расчете необходимой энергии на сварку того или иного соединения можно использовать формулу:

где С – емкость в фарадах, W – энергия в ваттах; U — зарядное напряжение в вольтах. Включая в контур заряда активное переменное сопротивление, можно регулировать величину зарядного тока, время заряда и потребляемую мощность.

Где применяют метод

Особенностью точечной контактной сварки является краткое воздействие на соединяемые изделия (от единиц миллисекунд до нескольких секунд), сварочный ток в несколько тысяч ампер и напряжение величиной от 1 до 2-3 вольт. При этом необходимо усилие в точке сварки от десятков до сотен килограмм. Маленькая площадь контакта приводит к малой области расплавления металла.

Благодаря этим особенностям точечную сварку используют при сваривании металлов толщиной от единиц микрон до 20-30 мм. Эти возможности обеспечили ее применение в радиоэлектронике, производстве приборов, авиационной и автомобильной промышленности, строительстве и многих других отраслях.

Невозможно представить авторемонтные мастерские без сварочных аппаратов точечной контактной сварки. При устранении вмятин они незаменимы. Все автомобили и самолеты созданы с использованием контактной сварки. Практически все литиевые батареи в ноутбуках соединены с помощью односторонней контактной точечной сварки.

Плюсы и минусы технологии

Широкое распространение технология получила из-за простоты и удобства использования сварочного оборудования, высокой производительности. Аппарат может обеспечить несколько сотен свариваний в минуту при малых затратах электроэнергии, при этом не выделяет никаких вредных веществ в атмосферу.

Технология легко поддается автоматизации. Для сварки не нужно сварочной проволоки, присадок и флюсов. Соединение получается прочным и без остаточных деформаций.

Единственный недостаток заключается в негерметичном соединении изделий. Аппарат работает прерывисто, производя соединение в отдельных точках, поэтому о герметичности речь не идет.

Возможные дефекты

При точечной сварке прочность соединения такова, что разрушения возникают в основном металле, так как сварные точки имеют большую толщину. Продолжительность сваривания и прижимное усилие имеют решающее значение. Если неправильно их рассчитать, то аппарат будет варить с дефектами.

Имеется три основных вида дефектов:

• отклонения литой зоны от оптимума, ее смещение от точки контакта;
• неполный провар в точке контакта:
• изменение физико-химических свойств металла в точке сварки.

Самым опасным является отсутствие литой области. Происходит тепловое склеивание, при котором соединение выдерживает незначительные нагрузки. При переменных нагрузках и температурных перепадах происходит разрыв соединения.

Прочность нарушается при сильном давлении электродов аппарата контактной сварки, что вызывает вмятины. Также ослабляется прочность при выплесках металла.

Причины дефектов

Непровар часто обусловлен малым током или изношенностью контактной площадки электродов. Маленький ток может быть связан со слишком малым промежутком между сварными точками, что вызывает сильное шунтирование. Брак определяется визуальным осмотром и использованием специального оборудования.

Наружные трещины появляются от чересчур большого импульсного тока аппарата, слабого сжатия, загрязнения сварочной области, что изменяет параметры сварочной цепи. Изъян обнаруживается визуальным осмотром при использовании лупы.

При глубоких вмятинах от электрода необходимо разобраться с его контактной частью. Возможно, причина в слишком малом радиусе кривизны контактной площадки и слишком большом прижимном усилии. Дефект определяется визуально.

Причиной того, что при внутреннем выплеске металл вытекает в область между заготовками, может быть превышение сварочного тока аппарата, времени сварки и недостаток сжатия. Изъян определяется специальными приборами, может зафиксироваться и визуально из-за неплотного соединения деталей.

Внешний выплеск происходит при превышении длительности и силы тока, малом прижиме и перекосе электродов. Это можно заметить невооруженным глазом.

Внутренние трещины возникают от комбинации причин типа чрезмерный ток, длительность воздействия, загрязненная поверхность недостаточное сжатие и отсутствие поковочного воздействия в процессе кристаллизации. Изъяны выявляют специальной аппаратурой.

Смещение ядра возникает из-за неправильной установки электродов аппарата контактной сварки и их загрязнения. Причиной прожога являются недостаточный прижим соединяемых изделий, их загрязнения.

Устранение изъянов производится повторением процесса сварки. Если нельзя сваривать, например, недопустим повторный нагрев изделия, то дефектную область лучше высверлить и поставить заклепку.

Время чтения: 6 минут

Многие домашние сварщики думают, что современный сварочный аппарат — это компактный инвертор, который можно повесить на плечо и перевезти куда угодно. Но на самом деле, разнообразие сварочных аппаратов куда больше, чем может показаться на первый взгляд. В мире существует не только ручная дуговая или полуавтоматическая сварка, но и другие технологии. Например, точечная сварка с применением специальных аппаратов.

В этом небольшом материале мы подробно объясним, что такое точечная сварка, что такое аппарат для точечной сварки и какие у него могут быть достоинства и недостатки. Вы также узнаете, в каких сферах применяется эта технология и можно ли сделать аппарат для точечной сварки своими руками.

Пару слов о технологии

Точечная сварка — это сварочная технология, суть которой заключается в применении тока высокой частоты. Является разновидностью контактной сварки. Сварной шов представляет собой множество так называемых сварных точек. Сварная точка формируется в тот момент, когда детали фиксируют между двумя специальными электродами.

Электроды с усилием сжимают металл снизу и сверху. При сжатии одновременно пропуская сварочный ток. Именно он плавит металл, а электроды при этом сжимают детали, подобно прессу, формируя сварную точку. Чтобы выполнить данную технологию, необходимо специальное оборудование для точечной сварки. Это может быть как компактный аппарат контактной точечной сварки, так и стационарный аппарат точечной сварки, предназначенный для промышленного использования. В целом, данная технология успешно применяется во многих сферах. В том числе, в быту.

Разнообразие аппаратов для точечной сварки

Все аппараты можно условно разделить на три категории: промышленные, профессиональные и бытовые. Промышленные аппараты используются исключительно на производстве, где необходимо в больших объемах сваривать детали из различных металлов без ограничений по толщине. Такие модели обычно стационарны и громоздки. Яркий пример — машина контактной точечной сварки МТ модели 1928.

Профессиональные модели используются для контактной точечной сварки на выезде, например. Такие аппараты намного компактнее промышленных, их можно перевозить в авто и оказывать частные услуги. Например, сварить профильные трубы на стройплощадке.

Также возможно применение точечной сваркой в бытовых условиях. Для этого применяются либо маломощные покупные аппараты, либо самодельные. Да, точечная сварка из подручных материалов вполне возможна. И она неплохо справляется с мелким ремонтом.

Достоинства и недостатки

Точечная сварка, как и любая другая технология, обладает своими преимуществами и недостатками. Предлагаем ознакомиться с ними подробнее.

О хорошем

Первое неоспоримое достоинство технологии точечной сварки — это скорость формирования шва. Простейшая стационарная машина сварочная одноточечная способна сформировать несколько сотен сварных точек за одну минуту. Ни один человек не способен так быстро сваривать детали, как аппарат для точечной сварки. Соединение формируется быстро и качественно, даже если толщина металла достигает 20 мм. Это преимущество давно оценили автоконцерны. Так что этот тип сварки широко применяется при автомобильном производстве и ремонте.

Еще одно преимущество — дешевизна сварочного процесса. Да, промышленный (и даже профессиональный) аппарат стоит недешево. Но для его работы достаточно стабильного подключения к электричеству и пары специальных металлических электродов, которые не нуждаются в частой замене. К тому же, контактная сварка не требует от мастера высокой квалификации. Не нужно поджигать дугу, вести шов и следить за расходом комплектующих.

Из-за этой особенности точечная сварка широко применяется в конвейерном производстве. Там она более чем эффективна и позволяет выполнять сварку с минимальными финансовыми затратами. При этом аппарат для точечной сварки не потребляет много электроэнергии, поскольку сама сварка выполняется очень быстро.

Еще один плюс — универсальность и простота технологии. Оборудование для контактной сварки способно варить любой металл (в том числе цветной) толщиной до 2 сантиметров, без потери качества. Все, что необходимо для качественного результата — это правильно настроить аппарат.

О плохом

Теперь о недостатках. А они тоже есть, и могут быть вполне существенными.

Точечная сварка хоть и производительна, но ее мощностей может быть недостаточно для сварки толстых металлов. Большинство аппаратов могут справиться с деталями толщиной до 20 мм, но не более. При сварке более толстых деталей сварная точка получается недостаточно качественной и ее можно легко разрушить.

В некоторых случаях станок точечной сварки может занимать слишком много места. Но в основном это касается промышленных моделей, та же машина контактной сварки МТ модели 1928, которую мы уже упоминали. Но этот недостаток справедлив только по отношению к стационарным аппаратам. Бытовые модели компактны.

Также учтите, что соединения, получаемые точечным способом, не самые эстетичные. Они не вряд ли вы когда-нибудь видели художественную сварку, выполненную точечным методом. Эту технологию применяют для деталей, которые будут скрыты от глаза. Те же кузова авто. Зато точечная технология хороша при сварке временных швов.

Последний минус — это потенциальная опасность для сварщика. Многие, наблюдая за точечной сваркой, думают, что эта технология безопаснее, чем ручная дуговая или сварка в среде газов. Но это не так. В процессе работы сварщик имеет дело с большими значениями сварочного тока, и это может быть опасно для здоровья и жизни. Неопытный мастер может легко придавить пальцы точечным аппаратом, получить ожог или потерять зрение. Поэтому не пренебрегайте защитной экипировкой и соблюдайте технику безопасности, чтобы избежать фатальных последствий.

Вместо заключения

Точечная сварка — одна из самых интересных технологий. Она позволяет получить качественные долговечные соединения без применения сварочных плавящихся электродов, проволоки, газа и флюса. Все, что необходимо — это аппарат, способный генерировать ток высокой частоты. Этого достаточно для плавления металла и образования сварного соединения.

При этом точечную сварку можно собрать своими руками из сварочного аппарата типа инвертор (справедливости ради, из старого сварочного инвертора можно в принципе собрать множество разных сварочных аппаратов). Для сборки точечной сварки еще придется докупить некоторые мелочи, например, контроллер точечной сварки. И в итоге вы получите полноценный сварочный аппарат, который может стать помощником в быту.