6. Сущность и параметры контактной точечной сварки

При контактной точечной сварке происходит соединение деталей по отдельным ограниченным участкам касания (точкам) (рис. 6.1), детали 1 собирают внахлестку, сжимают усилием F_св электродами 2, через которые пропускают электрический ток I_св, генерируемый в сварочном трансформаторе 3. При этом происходит расплавление металла, на границе деталей образуется совместная литая зона – ядро сварной точки 4. Нагрев при точечной сварке производят переменным током промышленной частоты 50 Гц (реже повышенной частоты 1000 Гц), а также импульсами постоянного или униполярного тока.

Цикл контактной точечной сварки в зависимости от особенностей протекания термодеформационных процессов предлагается условно разделить во времени на несколько этапов, из которых можно выделить три основных (рис. 6.2)

Первый этап начинается в момент приложения к деталям сжимающего усилия и заканчивается при расплавлении основного металла. На этом этапе происходит пластическая деформация микронеровностей в контакте «электрод-деталь» и «деталь-деталь», формирование локальных электрических контактов.

Второй этап начинается с момента расплавления металла и заканчивается выключением сварочного тока. На этом этапе происходит рост ядра сварной точки, перемешивание металла, удаление поверхностных плёнок.

Третий этап начинается после выключения тока. На этом этапе происходит охлаждение, кристаллизация и усадка металла, вследствие чего возникают остаточные напряжения и деформации.

Основными параметрами режима контактной точечной сварки являются:

- сварочный ток – I_св;

- длительность его протекания – t_­св;

- усилие сжатия F_­св;

- диаметр рабочей поверхности электрода – d_э.

Таблица 6.1 – Режимы точечной сварки низкоуглеродистых сталей [для справки]

Толщина деталей, мм	Iсв, кА	tсв, сек	Fсв, кН	Fков, кН
0,5 1,0 2,0 3,0	6…7 8,5…9,5 12…13 14…15	0,08…0,1 0,12…0,16 0,18…0,24 0,24…0,3	1,2…1,8 2,5…3,0 6…7 9…10	- - - 18…20

Таблица 6.1 – Режимы сварки алюминиевых сплавов постоянным током [для справки]

Толщина деталей, мм	Усилие электродов, кН		Время включения ковочного усилия tков, с	Параметры тока
	Fсв	Fков		Iсв, кА	tсв, с
0,5 1,0 2,0 3,0 4,0	2 4 10 13 18	4,5 9 22 32 60	0,04 0,10 0,18 0,24 0,26	22 30 44 65 72	0,04 0,08 0,16 0,20 0,22

Низкоуглеродистые стали имеют относительно высокое электрическое сопротивление, низкую теплопроводность и невысокую прочность. Эти стали можно сваривать в широком диапазоне режимов по простейшей циклограмме (рис. 6.2 а).

Алюминиевые и магниевые сплавы характеризуются высокой электро- и теплопроводностью, в связи с чем, при их сварке применяются кратковременные импульсы тока большого значения. Высокопрочные алюминиевые сплавы, обладающие низкой пластичностью и повышенной склонностью к образованию усадочных дефектов, свариваются на высоких значениях F_св с обязательным приложением ковочного усилия F_ков (рис. 6.2 б).

Рисунок 6.1 – Схема контактной точечной сварки

Рисунок 6.2 – Основные этапы образования соединений

при контактной точечной сварке

а) б)

Рисунок 6.3 – Основные циклограммы точечной сварки: а) с постоянным сварочным усилием F_св; б) с приложением ковочного усилия F_ков