По включенні струм проходить від одного електрода до іншого через метал деталей і розігріває метал найбільше місця зіткнення деталей. Розігрів поверхні металу під електродами при правильно проведеному процесі незначний, внаслідок того, що контакт електрод — виріб має порівняно не великий опір і внаслідок м’якості і високої електропровідності електродного металу, а сам електрод інтенсивно охолоджується проточною водою – Проходження струму викликає розігрів і розплавлення металу в зоні зварювання» створює ядро зварної точки, має чечевицеподібних форму.
Діаметр ядра зварної точки в звичайних випадках має величину від 4 до 12 мм.
Точкове зварювання без розплавлення металу ядра точки хоча до можлива на маловуглецевої сталі, але недостатньо надійна і тому на практиці майже не застосовується. Зварювання металів з поганою зварюваністю в пластичному стані можлива тільки при достатньому розплавлюванні металу в ядрі точки.
Що таке точкове зварювання? Точкове зварювання являє собою своєрідний процес, в якому поєднується розплавлення металу та отримання литої структури зварного з’єднання з використанням значного осадового тиску.
Тиск повинен бути достатнім для подолання жорсткості вироби здійснення необхідної пластичної деформації, що забезпечує відповідну міцність зварної точки. Необхідний тиск швидко зростає з товщиною зварюваного металу. Тиск опади повністю передається електродами, що мають невелику робочу поверхню, несе значну теплову та електричну навантаження. При значних товщинах основного металу навантаження електродів стає настільки важкою, що термін їх служби швидко скорочується. Тому точкове зварювання до цього часу застосовується головним чином для матеріалу невеликої товщини не більше 5-6 мм. Точкове зварювання матеріалу великих товщин хоча й можлива, проте до цих пір не цілком освоєна промисловістю, в значній мірі із-за неможливості виконати технічні вимоги, пропоновані в цьому випадку до електродів. При малому тиску діаметр зварювального контакту менше, а при великому — більше діаметра робочої поверхні електрода.
Діаметр ядра визначає в основному міцність точки і залежить від діаметра робочої поверхні електрода, товщини аркушів, тиску, сили струму і часу його проходження. При неправильно підібраному режимі зварювання може не відбутися достатнього плавлення металу і виходить неперевірена точка. Коли ядро розплавляється, прилегла до нього по колу зона металу знаходиться в пластичному стані і щільно стискається тиском електродів. Тиск створює ущільнююче кільце пластичного металу, утримуюче рідкий метал ядра. При недостатньому тиску ущільнююче кільце не може утримати рідкий метал ядра і відбувається внутрішній виплеск металу в зазор між листами.
Зі збільшенням часу проходження струму діаметр і висота ядра ростуть. Надмірне збільшення розмірів ядра послаблює його оболонку з нагрітого твердого металу і відбувається сильне вмятие металу під електродами, що веде до зовнішнього выплеску рідкого металу і зниження міцності точки. За вимиканні струму починається охолодження і затвердіння розплавленого ядра точки.
Кристалізація рідкого металу йде від поверхні ядра до його середини. У результаті ядро має столбчатую дендритную структуру, характерну для зварної точки на будь-якому металі, При охолодженні і твердінні відбувається зменшення об’єму розплавленого металу ядра, В результаті, в центральній частині ядра можуть утворюватися усадочна раковина, пористість і рихлість металу – Чим товще метал, тим сильніше несприятливий вплив усадки і тим більше ймовірність утворення пористості або усадкової раковини. Найбільш надійним способом боротьби в цьому разі є підвищення робочого тиску, а також перехід на цикли зварювання з проковуванням.
Зазвичай у зварному з’єднанні розташовується кілька точок, тому при зварюванні доводиться рахуватися з витоком струму через раніше зварені точки, шунтуючі точку, що підлягає зварюванню. Наявність раніше зварених точок викликає також зменшення корисного тиску електродів на зварювану точку, так як частина цього тиску сприймається раніше звареними точками. Тому при зварюванні декількох близько розташованих точок середня міцність точки виходить нижче, ніж при зварюванні окремої точки. Самою міцною точкою у вузлі зазвичай є перша за часом зварювання.
При точкової зварюванні немає можливості видалення забруднення поверхні металу в зоні зварювання, тому деталі іод точкове зварювання повинні проходити попереднє ретельне очищення щітками, травленням в кислотах, опескоструиванием і т. д.
Збірка під точкове зварювання повинна виконуватись якомога точніше, забезпечуючи щільне прилягання деталей до зварювання. Наявність зазору між деталями поглинає значну частину тиску електродів на деформацію деталей до щільного зіткнення, дійсне осадове тиск на точку стає недостатнім і сильно коливається по величині, чому виходить значний розкид міцності точок. Вимоги до точності складання підвищуються зі збільшенням товщини аркушів.
Розрізняють так звані м’які і жорсткі режими точкового зварювання. При м’яких режимах користуються помірними силами струму; щільність струму на робочій поверхні електрода зазвичай не перевищує 100 мм. Для жорстких режимів щільності струму доходить при зварюванні сталі до 120-300 мм
М’які режими характеризуються більшою тривалістю часу зварювання, більш плавним нагріванням, зменшеною потужністю зварювання, До переваг м’яких режимів відносяться на зменшення потужності» споживаної з мережі, зменшення навантаження мережі, зниження потужності і вартості необхідних контактних машин, зменшення загартування зони зварювання.
Жорсткі режими вимагають машин підвищеної потужності, збільшують максимальне завантаження мережі, До переваг жорстких режимів зварювання відносяться: зменшення часу зварювання, підвищення продуктивності. Тиск електродів зазвичай береться в межах від 3 до 8 кг/мм.
Неправильно встановлений режим зварювання або порушення технологічних вимог може вести до різноманітних дефектів точкового зварювання. Найбільш небезпечним дефектом є непровари, що характеризується відсутністю литого ядра точки або його малими розмірами. Небезпека непровара збільшується тим, що він не завжди надійно виявляється зовнішнім оглядом виробів при прийманні. Можуть зустрічатися також підплавлення поверхні і прожогом металу, глибокі вм’ятини на поверхні металу, раковини і пористість литого ядра.
Точковим зварюванням з’єднуються головним чином деталі з маловуглецевої сталі, яка володіє відмінною зварюваністю.
Зварювання легованих сталей, схильних до гартування, а також сталей з підвищеним вмістом вуглецю повинна проводитися на м’яких режимах. При зварюванні на жорстких режимах ядро точки і навколишнє зона впливу сильно гартуються і виявляють підвищену схильність до утворення тріщин. Сталі підвищеної міцності вимагають збільшення робочого тиску при зварюванні.
Іноді потрібно термообробка вироби по закінченні зварювання як для зняття внутрішніх напружень, створених процесом зварювання, так і для поліпшення структури металу, головним чином для знищення особливо небезпечної структури мартенсіту. Зазвичай термообробка зводиться до високого відпуску. Часто подальша термообробка повторним пропусканням струму можлива безпосередньо в точковій машині негайно по закінченні зварювання точки.
Добре зварюється точками аустенітна нержавіюча хромо-нікелева сталь типу 18/8. Для зменшення розпаду аустеніту і випадання карбідів зварювання ведеться на жорстких режимах з мінімальним можливим часом зварювання. Застосовуються високі тиску, що вимагають електродів з особливо міцних сплавів. Час зварювання скорочується до 0,01 сек. на одну точку і нижче для тонкого матеріалу. Можлива точкове зварювання алюмінію, алюмінієвих і магнієвих сплавів. Внаслідок високої тепло – і електропровідності алюмінію для його точкового зварювання необхідна велика щільність струму на електродах, що досягає в деяких випадках 1000-1500 а/мм. При цьому частинки алюмінію легко прилипають до електродів, а частинки міді електродів прилипають до алюмінієвих листів. Для зменшення прилипання необхідна ретельна зачистка поверхні листів, так на робочої поверхні електродів. Сплави алюмінію зазвичай зварюються дещо краще технічно чистого алюмінію, внаслідок підвищеного електричного опору.{jcomments on}
2
